[Java] JVM 메모리 영역

프로그램이 실행되면 JVM은 OS로부터 메모리를 할당받고, 그 메모리를 용도에 따라 여러 영역으로 나누어 관리한다.

Runtime Data Area

1. Class Area(=Method Area)

• Method Area, Class Area, Code Area, Static Area
• 클래스정보(멤버변수의 이름), 변수정보(데이터타입, 접근제어자정보), 메소드정보(메소드 이름, 리턴타입, 파라미터, 접근제어자 정보), static변수, final class변수, Constant pool(상수풀 : 문자상수, 타입, 필드, 객체참조가 저장됨)등을 분류해서 저장한다.
• JVM이 동작해서 클래스가 로딩될 때 생성

2. Heap Area

• new 키워드로 생성된 객체와 배열이 저장되는 영역
• Method Area에 로드된 클래스만 생성이 가능하다.
• GC의 주요 대상이 된다.(Stack, Class Area도 대상이 된다.)
• 효율적인 GC를 위해 메모리 영역이 분리되어 있다.(Eden, Survivor1,2, Old)
• 런타임시 할당된다

3. Stack Area

• 지역변수, 파라미터, 리턴값, 연산에 사용되는 임시값등이 생성되는 영역
• 메소드를 호출할 때마다 개별적으로 스택이 생성되며 종료 시 영역에서 해제된다.
• 컴파일 타임 시 할당된다

👀 런타임과 컴파일타임

• 컴파일 타임 : 소스코드가 기계어로 변환되어 실행가능한 프로그램이 되는 과정
  (Systenx Error, 파일참조오류, 타입체크오류등)
• 런타임 : 컴파일타임 이후 프로그램이 실행되는 때
  (0나누기 오류, Null참조오류, 메모리부족오류)

4. PC Register

• 스레드가 생성될때마다 생성되며 현재 스레드가 실행되는 부분의 주소와 명령을 저장하는 영역
• 이를 이용해서 스레드를 돌아가면서 수행할 수 있게 한다.(컨텍스트스위칭??)

5. Native Method Stack

• 자바 외 언어로 작성된 네이티브 코드를 위한 메모리 영역(JNI)

🙋‍♀️ 멀티스레드 시 공유되는 메모리 영역은?
1, 2번인 메소드영역과 힙영역은 모든 스레드가 공유한다.
3, 4, 5번은 각각의 스레드마다 생성되고 공유되지 않는다.

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캐시메모리와 메인메모리

1. CPU에서 어떤 작업을 처리하고자 한다.
2. 가상주소에 있는 데이터를 메모리에 요청한다.
3. MMU(Memory Management Unit)이 가상주소를 물리주소로 번역한다.
4. 물리주소를 캐시(or메인)메모리에 전달한다.
5. CPU에 전달된 명령을 처리한다.

1. 캐시메모리 사용

CPU → 가상 주소 전달 → MMU → 물리 주소 전달 → Cache → 주소에 해당하는 명령어 전달 → CPU

2. 메인메모리 사용

CPU → 가상 주소 전달 → MMU → 물리 주소 전달 → Cache → 데이터 x → 메인 메모리 → 해당 명령어 블록 인출 → 명령어 블록 Cache에 저장 → 명령어 전달 → CPU

캐시메모리가 작업 처리면에서 더 빠르다.

LruCache

• 제한된 사이즈에서 최근에 가장 적게 참조된(Least Recently Used) 가장 오래된 객체를 제거하는 데이터 구조
• 대표적으로 Bitmap 캐싱에 사용됨

참고 1