Java虚拟机（JVM）内存模型

Java虚拟机（JVM）内存模型，也称为Java内存模型（Java Memory Model, JMM），是Java程序在运行时数据存储和交互的抽象模型。它定义了线程如何共享和交互内存区域中的变量，以及如何确保并发环境下的内存一致性。

JVM内存主要分为以下几大区域：

堆内存 (Heap)
- 堆是所有线程共享的一块内存区域，主要用于存放对象实例。所有的对象都在堆中分配内存。
- 当一个对象不再被任何引用指向时，垃圾回收器会对其进行回收以释放内存。
- 根据对象生命周期的不同，堆内存通常又细分为新生代、老年代等区域，并采用不同的垃圾回收策略进行管理。
方法区 (Method Area/元空间 Metaspace)
- 方法区同样是一个各个线程共享的内存区域，存储已经被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
- 在Java 7及以前版本，方法区有时被称为“永久代”，但在Java 8及之后，HotSpot VM移除了永久代，将类元数据存放在本地内存的元空间中。
虚拟机栈 (Java Stack)
- 每个线程都有自己的虚拟机栈，它是一个线程私有的内存区域。
- 虚拟机栈中包含多个栈帧，每个栈帧对应一次方法调用，存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
- 局部变量表存放的是方法内部定义的变量（包括基本类型和引用类型），而方法参数和异常处理表也在其中。
本地方法栈 (Native Method Stack)
- 和虚拟机栈类似，本地方法栈也是线程私有的，用于支持native方法的执行，这些方法是由非Java语言实现的，比如C或C++编写并通过JNI调用的。
程序计数器 (Program Counter Register)
- 程序计数器同样是线程私有的，是一小块内存区域，用于指示当前线程下一条要执行的字节码指令地址。
- 在Java多线程环境下，通过快速切换线程并恢复其程序计数器来实现多线程的并发执行。

JMM的主要目标是解决由于硬件内存模型差异带来的并发编程问题，如可见性、原子性和有序性。为了保证多线程间的正确通信与同步，JMM规定了主内存与工作内存之间的关系和访问规则：

主内存：所有变量都存储在主内存中，这是所有线程共享的数据区域。
工作内存：每个线程有自己的工作内存（可以理解为高速缓存），保存该线程使用到的变量副本。线程对变量的所有操作都必须先在工作内存中完成，然后按照一定的规则与主内存进行交互。

在实际操作中，Java提供了关键字synchronized、volatile等机制来实现内存模型中的原子性和可见性保障。同时，Java内存模型还定义了一系列内存间操作（如load、store、read、write等）及其相关的Happens-Before原则，用来规范不同线程之间操作的顺序关系和数据同步行为。