[Java] JVM

JVM(Java Virtual Machine)

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시스템 메모리를 관리하면서, 자바 기반 애플리케이션을 위해 OS에 이식 가능한 실행 환경을 제공함

JVM의 역할

1. 자바 프로그램이 어느 기기나 운영체제 상에서도 실행될 수 있도록 함
2. 프로그램 메모리를 관리 및 최적화

JVM 메모리 관리

JVM 실행에 있어 가장 일반적인 상호작용은, 힙과 스택의 메모리 사용을 확인하는 것

실행과정

1. 프로그램이 실행되면, JVM은 OS로부터 프로그램이 필요로하는 메모리를 할당받음. JVM은 이 메모리를 용도에 따라 나누어 관리함.
2. 자바 컴파일러(Javac)가 자바 소스코드를 읽고 자바 바이트 코드(.class)로 변환함.
3. 변경된 class 파일들을 클래스 로더를 통해 JVM 메모리 영역으로 로딩함.
4. 로딩된 class 파일들은 실행 엔진을 통해 해석됨
5. 실행 과정 속 JVM은 필요에 따라 스레드 동기화, 가비지 컬렉션 같은 메모리 관리 작업을 수행함

자바 컴파일러

자바 소스코드(.java)를 바이트 코드(.class)로 변환

클래스 로더

클래스 파일을 로드하고 메모리 영역에 배치시킴

Runtime Data Areas

JVM이 운영체제 위에서 실행되면서 할당받는 메모리 영역(5가지 영역)
(힙, 메서드 영역은 모든 스레드가 공유하는 자원)

• PC 레지스터: JVM의 명령어 주소를 가지고 있음
• 스택 Area: 지역변수, 매개변수, 메서드, 임시 데이터 등을 저장
• 힙: 런타임에 동적으로 할당되는 데이터가 저장되는 영역. 객체나 배열 생성이 여기에 해당됨(GC의 대상, JVM 성능 이슈에서 가장 많이 언급되는 공간)
• 네이티브 메서드 스택: 실행할 수 있는 기계어로 작성된 프로그램을 실행시키는 영역
• 메서드 영역: JVM이 시작될 때 생성되고, JVM이 읽은 각각의 클래스와 인터페이스에 대한 런타임 상수 풀, 필드 및 메서드 코드, 정적 변수, 메서드의 바이트 코드 등을 보관

GC(Garbage Collection)

자바의 JVM에서는 GC라는 프로세스를 통해 프로그램 메모리를 관리
자바 프로그램에서 사용되지 않는 메모리를 지속적으로 찾아내어 제거하는 역할

실행순서 : 참조되지 않는 객체들을 탐색 후 삭제 -> 삭제된 객체의 메모리 반환 -> 힙 메모리 재사용