JVM

JVM은 Java 프로그램이 실행되는 가상 컴퓨터(virtual machine)이다

이해 하려면 다시 태어나야만 할 것 같다..

여기서 Runtime Data Areas를 정리해보자 (Java 8 이후 기준)

전 처리 과정

JRE는 프로그램을 실행하기 전에 먼저 프로그램에 메인 메서드를 포함하고 있는지 확인하고 존재한다면 JVM을 부팅 시킨다.

부팅이 된 JVM은 전달 받은 코드를 실행 시키는데 이때 가장 먼저 하는 일이 전 처리라고 하는 과정이다.

1. 모든 Java 프로그램은 반드시 java.lang 패키지를 포함한다.
   따라서 JRE는 해당 패키지를 Method Area에 배치한다.
2. 프로그램이 사용하기 위해 import한 패키지들을 Method Area에 배치한다.
3. 프로그램 상의 작성한 모든 클래스, 변수 및 메서드의 정보를 Method Area에 배치한다.
4. static(정적) 변수와 메서드는 Heap Area에 배치한다.

Runtime Data Areas

컴퓨터에서 메모리 같은 역할을 수행하는 영역.
자바 프로그램을 실행하여 발생하는 데이터를 저장하는 역할을 하는데, 데이터의 속성에 따라 영역이 분리되어 있다

Method Area(Metaspace, Static Area, Class Area)

• 클래스 정보를 처음 메모리 공간에 올릴 때 초기화 되는 대상을 저장하기 위한 공간이다.
• 클래스의 타입, 변수 및 메서드등의 정보를 가지고 있으며 모든 Thread가 공유한다.
• Runtime Constant Pool상수 자료형을 저장하여 참조하고 중복을 막는 역할을 수행한다.

PC Register

• 스레드가 시작될 때마다 생성되는 공간으로, 스레드마다 하나씩 존재한다.
• 스레드가 어떤 명령에 의해 실행되어야 할지에 대한 기록을 하는 부분으로 현재 수행을 하고 있는 JVM의 명령 주소를 갖고 있다.

Native Method Stack

• 자바 프로그램이 컴파일 되어 생성되는 바이트 코드가 아닌 실제 실행할 수 있는 기계어로 작성된 프로그램을 실행시키는 영역이다.
• 자바 이외의 언어(C, C++, 어셈블리 등)로 작성된 코드를 실행할 때, Native Method Stack이 할당 되며, 일반적인 C 스택을 사용한다.
• Java Native Interface를 통해 바이트 코드로 전환하여 저장된다.
• 일반 프로그램처럼 커널이 스택을 잡아 독자적으로 프로그램을 실행시키는 영역이다.

Heap Area

객체(인스턴스)가 생성되는 영역.
프로그램을 실행하는 중 생성되는 객체들은 모두 이곳에 생성된다.

• New/Young Generation
  • Eden : 객체들이 최초로 생성되는 공간이다.
  • Survivor 0,1 : Eden에서 참조되는 객체들이 저장되는 공간이다.
  • 생명 주기가 짧은 객체를 Garbage Collector 의 대상으로 하는 영역이다.
  • Eden 영역에 객체가 가득 차게 되면 Garbage Collector에 의해 Eden 영역에 있는 값들을 Survivor 1 영역에 복사하고 이 영역을 제외한 나머지 객체들을 삭제한다.
• Tenured Generation
  • Old : 이곳의 객체들은 Garbage Collector 에 의해 삭제된다.
  • New/Young Generation 에서 일정시간 참조되고 있고 살아남은 객체들이 저장되는 공간이다.
  • 생명 주기가 긴 객체를 Garbage Collector 의 대상으로 하는 영역이다.
• Permanent Generation
  • 생성된 객체들의 정보의 주소값이 저장된 공간이다.
  • 클래스 로더에 의해 로드되는 Class, Method 등에 대한 Meta 정보가 저장되는 영역이며 JVM에 의해 사용된다.
  • Reflection을 사용하여 동적으로 클래스가 로딩되는 경우에 사용된다.
  • Java 8 이전에는 Permanent Generation 이 Heap 내부에 존재 했지만 8 이후 제거되고 Method Area 즉, Metaspace 라 불리우며 Heap이 아닌 Native 메모리 영역에 저장된다.
    이전에 제한된 메모리 크기 때문에 발생했던 한계점을 극복하기 위해 변경되었다.

Stack Area

프로그램 실행 과정에서 임시로 할당이 되었다가 메서드를 빠져나가면 바로 소멸이 되는 특성의 데이터들을 저장하기 위한 영역이다.

• 실행되는 메서드 및 중괄호 블록(if문등)에 대한 데이터가 저장되는 영역이다.
• 가장 처음 실행되는 메서드(main())가 첫 번째로 메모리에 올라가고 그 다음에 실행되는 메서드들이 위에 쌓이는 구조이다.
• 쌓이는 메서드의 단위를 스택 프레임이라고 부른다.
  해당 메서드를 실행하기 위한 변수 및 블록이 존재하면 스택 프레임 내부에 스택 프레임이 생길 수 있다.
• 가장 큰 특징은 멀티 스레드 환경에서 각 스레드가 고유의 스택 영역을 가진다는 점이다.