JAVA内存模型
以下是关于 Java内存模型（JMM） 的核心要点总结：
一、JMM的核心作用
Java内存模型是 **多线程环境下内存访问的规范**，主要解决以下问题：
可见性：线程对共享变量的修改对其他线程立即可见（避免CPU缓存不一致）。
原子性：确保指令执行不受线程切换影响（如
volatile、synchronized或原子类）。有序性：防止CPU指令重排序（通过内存屏障实现）。
二、JMM的内存结构
组件 |
作用 |
主内存 |
存储所有共享变量（线程间可见）。 |
工作内存 |
线程私有，存储主内存变量的副本（操作完成后同步回主内存）。 |
三、关键实现机制
内存屏障分为
LoadLoad、StoreStore、LoadStore、StoreLoad四类，用于禁止特定类型的指令重排序。happens-before规则保证操作的顺序性，例如：
程序顺序规则
volatile变量的写操作优先于读操作锁的释放优先于获取
volatile关键字
强制从主内存读写变量，禁用缓存优化。
禁止指令重排序（类似内存屏障）。
四、并发编程实践
场景 |
解决方案 |
线程安全计数器 |
使用 |
单例模式 |
双重检查锁中需用 |
状态标志控制 |
|
五、JMM与JVM内存模型的区别
对比维度 |
JMM |
JVM内存模型 |
定位 |
多线程内存访问规范 |
物理内存区域划分（堆、栈等） |
核心问题 |
可见性、原子性、有序性 |
内存分配与垃圾回收 |
典型工具 |
|
JVM参数调优（ |
六、调优工具推荐
MAT（Memory Analyzer Tool）：分析堆转储，定位内存泄漏。
JFR（Java Flight Recorder）：实时监控内存分配与GC事件。
Arthas：在线诊断线程状态（如
thread -n 3查CPU占用、方法执行耗时）。
七、线程上下文切换
Java内存模型（Java Memory Model, JMM）和线程上下文切换之间有着密切的关系。理解这两者的关系有助于编写高效且线程安全的并发程序。
Java内存模型（JMM）
Java内存模型定义了Java程序中变量（包括实例字段、静态字段和构成数组对象的元素）的访问规则。它描述了在多线程环境下，变量的值如何在不同线程之间传递。JMM的主要目标是提供一种机制，使得程序员可以在多线程环境下编写正确的并发程序。
JMM的核心概念包括：
主内存和工作内存：每个线程都有自己的工作内存，工作内存保存了该线程使用到的变量的副本。主内存是所有线程共享的内存区域。
内存可见性：JMM规定了一个线程对变量的写入何时对另一个线程可见。
volatile关键字：保证变量的可见性和有序性。
synchronized关键字：保证代码块的原子性和可见性。
线程上下文切换
线程上下文切换是指CPU从一个线程切换到另一个线程的过程。上下文切换涉及保存和恢复线程的状态，包括程序计数器、寄存器和变量等。上下文切换是多线程环境下实现并发的基础，但频繁的上下文切换会带来性能开销。
JMM与线程上下文切换的关系
内存可见性：在多线程环境下，线程上下文切换可能导致内存可见性问题。一个线程对变量的修改在另一个线程中可能不可见。JMM通过定义内存屏障和happens-before关系来解决这个问题，确保线程之间的内存可见性。
缓存一致性：线程上下文切换时，线程的工作内存（缓存）需要与主内存保持一致。JMM通过规定变量的读取和写入规则，确保线程切换后，变量的一致性。
指令重排序：为了提高性能，编译器和处理器可能会对指令进行重排序。JMM通过内存屏障和happens-before关系，限制了重排序的范围，确保多线程程序的正确性。
同步机制：JMM提供的同步机制（如volatile和synchronized）在线程上下文切换时起到了关键作用。它们确保了线程切换时的内存可见性和操作的原子性。
总结
Java内存模型和线程上下文切换共同作用，确保了多线程环境下程序的正确性和性能。理解JMM的工作原理和线程上下文切换的机制，有助于编写高效且线程安全的并发程序。
总结
掌握JMM是编写 高效且线程安全 的Java程序的关键。理解其底层原理（如内存屏障、happens-before规则）能有效避免并发陷阱（如死锁、数据竞争），结合工具可快速定位性能瓶颈。
JVM内存模型
一、JVM内存区域划分
JVM内存模型主要分为线程共享区域和线程私有区域：
线程共享区域
堆（Heap）
存储所有对象实例和数组（约80%对象在此分配）。
细分结构：
新生代（Young Generation）
Eden区：新对象首次分配区域。
Survivor区（From/To）：存放经过Minor GC存活的对象。
老年代（Old Generation）：存放长期存活对象（如多次GC未被回收的对象）。
参数调优：
-Xms（初始堆大小）、-Xmx（最大堆大小）。建议：两者设置为相同值以避免动态扩容的性能损耗。
元空间（Metaspace）（JDK 8+）
取代永久代（PermGen），存储类元数据（类结构、方法、常量池等）。
直接使用本地内存（非堆内存），避免PermGen的OOM问题。
参数调优：
-XX:MetaspaceSize（初始阈值）、-XX:MaxMetaspaceSize（最大上限）。
线程私有区域
虚拟机栈（Java Stack）
每个线程对应一个栈，存储方法调用的栈帧（局部变量、操作数栈等）。
栈深度溢出会抛出
StackOverflowError。
本地方法栈（Native Method Stack）
为JVM调用本地方法（Native）服务。
程序计数器（Program Counter Register）
记录当前线程执行指令的位置（线程切换时恢复执行点）。
二、垃圾回收（GC）机制
分代回收策略
| 区域 | GC频率 | 主要算法 | 典型问题 |
| 新生代 | 高 | 复制算法 | Eden区快速填满 |
| 老年代 | 低 | 标记-清除/整理 | Full GC导致应用停顿 |
| 元空间 | 极低 | 无（直接分配） | 类元数据溢出（OOM） |
优化策略
避免过早晋升：通过
-XX:MaxTenuringThreshold控制对象晋升老年代的阈值。大对象直接进老年代：通过
-XX:PretenureSizeThreshold设置。
三、常见问题与调优实践
OOM（内存溢出）场景
堆溢出：对象过多或内存泄漏（如未释放集合引用）。
元空间溢出：动态生成大量类（如反射、CGLib）。
栈溢出：深度递归或循环调用。
调优工具
jstat：监控堆内存和GC状态。jmap：生成堆转储快照（分析内存泄漏）。VisualVM：图形化监控内存、线程、类加载情况。
四、总结
JVM内存模型的核心在于分代设计和垃圾回收策略。通过合理设置堆大小、选择GC算法（如G1/ZGC优化低延迟场景）、监控元空间使用，可显著提升应用性能。关键原则是平衡内存分配与回收效率，减少Full GC频率。
JVM参数
-Xss256k -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+UseContainerSupport -XX:MaxRAMPercentage=70.0 -XX:MetaspaceSize=600m -XX:MaxMetaspaceSize=600m -XX:MaxDirectMemorySize=200m -XX:CompressedClassSpaceSize=200m -XX:InitialCodeCacheSize=200m -XX:ReservedCodeCacheSize=200m这些JVM参数用于配置Java虚拟机的运行时行为和内存管理。以下是每个参数的详细解释：
-Xss256k：设置每个线程的堆栈大小为256KB。默认值通常是1MB或更大，较小的堆栈大小可以减少内存使用，但可能会导致栈溢出错误。
-XX:+UseG1GC：启用G1垃圾收集器（Garbage-First Garbage Collector）。G1GC是一个低暂停时间的垃圾收集器，适用于大多数应用程序。
-XX:MaxGCPauseMillis=100：设置G1垃圾收集器的最大暂停时间目标为100毫秒。G1GC会尝试在这个时间内完成垃圾收集。
-XX:+UseContainerSupport：启用对容器环境的支持，使JVM能够识别和适应容器的资源限制（如CPU和内存）。
-XX:MaxRAMPercentage=70.0：设置JVM可以使用的最大内存为容器或主机可用内存的70%。
-XX:MetaspaceSize=600m：设置元空间（Metaspace）的初始大小为600MB。元空间用于存储类的元数据。
-XX:MaxMetaspaceSize=600m：设置元空间的最大大小为600MB。
-XX:MaxDirectMemorySize=200m：设置直接内存的最大大小为200MB。直接内存用于NIO（非阻塞I/O）操作。
-XX:CompressedClassSpaceSize=200m：设置压缩类空间的大小为200MB。压缩类空间用于存储类指针，以减少内存占用。
-XX:InitialCodeCacheSize=200m：设置代码缓存的初始大小为200MB。代码缓存用于存储JIT（即时编译器）编译的本地代码。
-XX:ReservedCodeCacheSize=200m：设置代码缓存的最大大小为200MB。
这些参数可以根据应用程序的需求进行调整，以优化性能和内存使用。
垃圾回收