深入解析Java虚拟机:内存区域与线程安全

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"Java虚拟机读书笔记" 这篇笔记主要围绕Java虚拟机的核心技术展开,涵盖了Java内存区域、对象引用访问方式、Java内存模型与线程、线程的状态、线程安全的实现方法以及垃圾收集器与内存分配策略。下面将详细阐述这些知识点。 一、Java内存区域 Java内存分为两个主要部分:共享内存区域和线程私有内存区域。共享区域包括方法区(存储类信息、常量、静态变量)和堆(存储对象实例)。线程私有区域包括虚拟机栈(存储局部变量)、本地方法栈(存储虚拟机调用的Native方法)以及程序计数器(记录下一条指令的位置)。 二、对象引用访问对象的两种方式 Java中对象引用有两种访问方式:句柄访问和指针访问。句柄访问通过句柄间接访问对象,优点是对象移动时引用不变;而指针访问直接存储对象地址,访问速度快,但对象移动时需要更新引用。 三、Java内存模型与线程 Java内存模型由主内存和工作内存组成。主内存存储实例和静态字段,线程共享;工作内存则为线程私有,包含局部变量。线程对变量的操作都在工作内存中进行,并通过主内存来同步。 四、线程状态 线程有五种状态:新建(new)、运行(runnable)、等待(wait/sleep)、阻塞(synchronized)和结束(terminated)。 五、线程安全的实现 线程安全通过同步和互斥来保证。同步确保同一时间只有一个线程访问共享数据,互斥是同步的一种手段。Java线程与操作系统原生线程对应,状态切换会带来性能开销。 六、垃圾收集器与内存分配策略 垃圾收集主要关注Java堆和方法区。对象是否存活可以通过引用计数法(无法处理循环引用)或可达性分析算法(从GC Roots开始检查引用链)来判断。程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈通常随方法或线程结束而自动回收。 总结,Java虚拟机的内存管理、线程机制和垃圾回收是Java性能优化的关键,理解这些原理对于开发高性能的Java应用程序至关重要。