java 内存模型与线程

Java线程之间的通信由Java内存模型（简称为JMM）控制，JMM决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。从抽象的角度来 看，JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（mainmemory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（local memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是JMM的一个抽象概念，并不真实存在。它涵盖了缓存，写缓冲区，寄存器以及其
他的硬件和编译器优化。Java内存模型的抽象示意图如下：



下面请看详细的代码分析过程：

int i = 0;  //实例变量，保存在堆内存里面

getNextId(){

return  i++;

}

以上代码在JVM中的执行过程：

JVM首先在JVM堆给i分配一个内存存储场所，并存储其值为0。线程启动后，会自动分配一个操作数栈。当程序执行到returni++，JVM并不是简单的一个步骤就可以完成。i++动作在jvm中分为装载i，读取i，进行i+1操作，存储i及写入i等5个步骤。

装载i：线程将i值从JVM堆复制到本地内存

读取i：从本地内存中读取i到操作数栈

进行i+1操作：由线程来操作，在方法栈中执行

存储i：将i+1的值赋值给i，然后存储到本地内存

写入i：将本地内存中i的值写入到java堆内存

因为main memory中的i和working memory中的i同步是需要时间的，如果在多线程环境下，假设线程A已经执行了i+1操作，当尚未完成写入i操作，线程b就完成了装载i的过程，那么当线程b执行完成，得到的值和a就是一样的。

当多线程执行此段代码的时候，线程a执行到getNextId()方法，JVM知道该方法有关键字，于是在执行其他动作前，首先在对象的实例前面加上一个lock，然后再继续执行return i++，而此时如果线程b并发访问getNextId()方法，JVM观察这个对象的实例上面有lock，于是将线程b放入等待执行的队列，只有等线程a的returni++执行完毕，jvm才会释放对象实例上面的锁，重新标记为unlock，这时当线程调度到线程b，线程b才得以执行getNextId()方法。

JAVA的线程无处不在

在装载i，读取i的过程中，因为涉及到与内存打交道，CPU就处于空闲状态，为了更有效的利用CPU，JAVA就使用多线程的方式执行程序。由此可以看出：Java内存模型决定了使用线程，则会极大提高程序的运行效率，所以线程无处不在！

参考：http://blog.chinaunix.net/uid-26602509-id-3988486.html

依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁（线程私有）:

--程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
--虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame①）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
--本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务

随着虚拟机进程的启动而存在（线程共享）
Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。 这一点在Java虚拟机规范中的描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。
方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
运行时常量池：是方法区的一部分。Class文件除了有类的版本、字段、方法、接口等描述外还有就是常量池，用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在加载后存放到方法去的运行时常量池。

感谢金丝燕大学校长