🖥️ Java 실행 과정

---

☕ JVM (Java Virtual Machine)이란?

👉 자바 프로그램을 실행하기 위한 가상 컴퓨터
즉, 컴퓨터(윈도우, 맥, 리눅스)가 다 달라도, JVM 위에서라면 자바 프로그램은 똑같이 실행된다.

➡️ 그래서 자바의 유명한 슬로건
"Write Once, Run Anywhere" (한 번 작성하면 어디서든 실행)
이게 가능한 게 바로 JVM 덕분이다! 🎉

---

🛠 JVM이 하는 일 간단 버전

1. 코드 컴파일

• .java → javac → .class (바이트코드) 변환

  ❗️ 바이트코드: JVM만 알아듣는 중간 언어

2. 클래스 로딩 (Class Loader)

• 바이트코드(.class)를 메모리에 적재하는 역할
• .class 파일을 JVM 안으로 가져옴
• 필요한 클래스들을 메모리에 올림
• 동적 로딩 방식이라, 처음부터 전부 올리지 않고 필요할 때 그때그때 불러옴.

❗️ClassLoader 세 단계

• Loading
  - .class 파일을 읽어서 JVM 메모리에 적재 (Method Area).
• Linking
  - (검증) 바이트코드가 JVM 규칙 위반 없는지 체크
  - (준비) static 변수 메모리 할당, 기본값 세팅
  - (해결) 참조하는 다른 클래스/메서드 연결
• Initialization
  - static 변수 초기값 할당
  - static 블록 실행

3. 메모리 배치 (Runtime Data Area)

JVM은 프로그램 실행에 필요한 메모리를 크게 5영역으로 나눔:

• Method Area: 클래스 정보, static 변수
• Heap: new 로 만든 객체/배열
• Stack: 메서드 호출 시 지역변수, 매개변수
• PC Register: 현재 실행 중인 명령어 위치
• Native Method Stack: C 같은 네이티브 코드 실행

4. 실행 엔진 (Execution Engine)

• 바이트코드를 실제 CPU가 이해할 수 있게 바꿔주는 엔진
• 바이트코드를 하나씩 읽고 실행 (인터프리터)
• 자주 실행되는 코드는 JIT(Just-In-Time) 컴파일러로 → 네이티브 코드로 바꿔서 속도 업

❗️ Interpreter

• 한 줄씩(바이트코드 단위) 해석해서 실행
• 빠르게 시작 가능하지만, 반복 실행되는 코드에선 느려짐

❗️ JIT(Just-In-Time) Compiler

• 자주 실행되는 코드(Hotspot)를 기계어로 변환해서 캐싱
• 이후부터는 기계어를 바로 실행하니까 훨씬 빠름 🚀
• JVM은 인터프리터 + JIT 혼합으로 동작함

5. 가비지 컬렉션 (GC)

• 더 이상 쓰이지 않는 객체(Heap에 있는 애들) 찾아서 자동으로 메모리 회수

⏸️ STOP-THE-WORLD 현상
: JVM에서 GC(Garbage Collector) 가 실행될 때 발생하는 현상

• GC가 메모리 청소하려면 프로그램 실행을 잠시 멈춰야 함
• 이때 모든 애플리케이션 스레드가 멈추고, GC만 동작 → “Stop-The-World”
• 멈추는 시간이 길어지면 서비스 지연, 끊김 같은 문제 발생 가능
• 그래서 최신 GC들은 (G1, ZGC, Shenandoah 등) 멈추는 시간을 줄이는 방식으로 발전함

---

🎬 영화관 비유로 이해하기

.java 코드 → 영화 시나리오
javac 컴파일러 → 시나리오를 영어(바이트코드)로 번역
JVM → 통역사

• 클래스 로더: 영화에 필요한 배우들(클래스) 무대 위로 올림
• 메모리 영역: 배우들이 연기할 공간 나눔 (무대, 대기실 등)
• 실행 엔진: 대본 읽고 바로 통역 or 자주 쓰이는 대사는 미리 외워둠 (JIT)
• GC: 안 쓰는 소품(객체) 치우는 무대 관리자

---

✅ 정리

• JVM은 자바 프로그램을 실행해주는 가상 기계
• "클래스 로딩 → 메모리 배치 → 바이트코드 실행 → 가비지 컬렉션" 흐름으로 동작
• 덕분에 자바는 "한 번 작성하면 어디서든 실행(Write Once, Run Anywhere)" 가능

https://supercoding.notion.site/_DAY1_-_-889893edfcec47ff8e34d08482f33238