자바의 JVM과 메모리 구조를 익혀두어 추후 안정적인 메모리 관리를 안정적으로 할 수 있는 개발을 진행하자.
1. JVM(Java Virtual Machine)이란?
JVM은 Java Virtual Machine, 자바 가상 머신의 약자를 따서 부르는 용어이다. 자바의 큰 특징중 하나가 OS에 종속적이지 않다는 점인데 JVM은 이런 자바의 특징을 실현시켜준다. 보통의 프로그램은 OS위에서 동작하지만 자바로 만들어진 프로그램은 JVM위에서 동작하게 된다. 즉 JVM은 JAVA와 OS 사이세어 중개자 역할을 수행하며 JAVA가 플랫폼 독립적으로 동작되도록 해준다. 더불어 JVM은 메모리관리, Garbage Collection을 수행한다.
JVM의 메모리 관리를 효율적으로 처리 함으로써 동일한 기능을 가진 프로그램이라고 더 좋은 성능을 낼 수 있다고 생각한다.
이미지 출처 - https://helloworld-88.tistory.com/16
2. JAVA 프로그램의 실행 과정
- 프로그램이 실행되면 JVM은 OS로부터 이 프로그램이 필요로 하는 메모리를 할당받는다.
- Java 언어로 프로그래밍된 파일을 Java 컴파일러가 가상 기계어 파일인 Java 클래스 파일로 만든다.
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여기서 바이트 코드란 JVM이 이해할 수 있는 언어로 변환된 자바 소스 코드를 의미한다. 해당 코드의 확장자는 .class 이며 JVM이 설치된 운영체제 어디서든 실행이 가능하다.
Java Compiler에 의해서 자바 바이트 코드로 변환된 파일은 즉 소스 코드를 Java 바이트 코드로 번역한다. 이후 번역된 Java 바이트 코드를 Execution Engine을 통해서 해석되며 해석된 바이트 코드는 Class Loader에 의해서 JVM 내에 Load 된다. 이 때 Load 되는 위치는 Runtime Data Area로 이 공간은 JVM이 프로세스를 수행하기 위해 OS로 부터 할당받은 메모리 영역이다.
해당 영역은 다시 5가지 영역으로 나뉘어 진다.
- Method Area ( = Class Area = Static Area )
프로세스 내 모든 스레드에 공유된다. 클래스 정보, 변수정보, Method정보, Static변수정보, 상수정보 등이 저장되는 영역이다. - Heap Area
프로세스 내 모든 스레드에 공유된다. New 명령어로 생성된 인스턴스, 객체가 저장되는 구역으로 Garbage Collection의 대상이 되는 공간이다. - Stack Area
각 스레드마다 하나씩 생성, Method안에서 사용되는 값들(매개변수, 지역변수, 리턴값 등)이 저장되는 구역
해당 영역은 LIFO(Last In First Out)의 구조를 가지고 있다. - PC Register
각 스레드마다 하나씩 생성, CPU의 Register와 역할이 비슷하며 현재 수행 중인 JVM 명령의 주솟값이 저장된다. - Native Method Stack
JAVA가 아닌 다른 언어로 작성된 코드를 위한 공간이다.
