1. JVM의 메모리 영역에는 어떤 부분들이 있고 어떤 데이터들이 저장되는지

1. Heap 영역

저장되는 데이터

• 클래스 인스턴스
  • final class는 Method 영역에 저장…
• 배열
• 신규 객체
  • 즉, **new** 를 통해 생성된 객체가 저장되는 영역

구조

• Young Generation
  • Eden
  • Survivor 1
  • Survivor 2
• Old Generation
• Permanent Generation
  • JDK 8부터 Metaspace로 변경(더 이상 Heap에 없음)
  • JDK 8부터 Native Method Stack 영역으로 넘어감
  • Perm 영역은 기존에 상수와 static 변수, 런타임 중에 읽은 클래스와 메소드의 메타데이터를 저장
  • 동적으로 클래스들이 로드되고 Static 변수나 상수가 Perm영역에 쌓이게 되면서 OOM이 자주 발생 → 그래서 Heap에서 Native Memory로

특징

• 모든 thread들이 공유하는 데이터들이 저장되는 메모리
• JVM 시작될 때 생성되는 영역
• GC의 대상이 되는 영역

2. Method 영역

• Static 영역이라고도 함

저장되는 데이터

• Constant Pool
  • 실제 상수 값과 실행시 변하게 되는 필드 참조 정보도 포함
• static 변수의 주소값
  • public static Person p = new Person();
  • new Person()에 의해 생성된 Person 객체는 힙(heap) 메모리에 저장
  • p는 메서드 영역(Method Area) 또는 클래스가 로드되는 메모리 영역에 저장
  • **p 자체는 메서드 영역에 저장된다**
  • **p의 값은 heap에 생성된 Person 객체의 주소값**
• 클래스 정보 : 클래스 로더에 의해 처음 메모리에 올라온 클래스 정보
  • 클래스 이름
  • 부모 클래스 이름
  • 변수 정보
  • …

특징

• 모든 thread들이 공유하는 데이터들이 저장되는 메모리
• 클래스가 JVM에 로딩될 때, 이 method 영역에 클래스 정보가 생성
• 프로그램이 종료될 때까지 메모리에 남아있음 → Memory leak 발생 가능

3. JVM Stack 영역

저장되는 데이터

• 지역 변수
• 파라미터
• 리턴 값

동작 방식

• 각 thread 별로 stack 영역 가짐
• 메서드 호출될 때마다, 이 메서드를 위한 stack frame이 생성
• 메서드 종료되면, 해당 frame은 stack에서 제거
• 스택 크기 최대치 넘기면 StackOverflowError 발생

4. PC 레지스터 영역

동작 방식

• 각 thread 마다 하나씩 존재
• 현재 실행 중인 JVM instruction 주소를 저장
• thread가 명령 실행할 때마다 PC 레지스터는 현재 실행 중인 pc 값 주고 다음 instruction으로 pc값 업데이트

5. Native Method Stack 영역

• 자바 코드에서 네이티브 코드를 호출할 때 사용
• 자바 이외의 언어(C, C++, 어셈블리 등)로 작성된 네이티브 코드를 실행할 때 사용되는 메모리 영역으로 일반적인 C 스택을 사용

예시 코드를 통해 확인

public class Example {
    static int staticVar = 10;
    final int instanceVar = 5;

    public static void main(String[] args) {
        int localVar = 20;
        Example ex = new Example();
        ex.method();
    }

    public void method() {
        int methodVar = 30;
        System.out.println(staticVar + " " + instanceVar + " " + methodVar);
    }
}

1. Heap 영역

• Example 클래스의 인스턴스(객체)가 저장
  • ex 변수에 의해 참조
• 인스턴스 변수 instanceVar의 값

2. Method 영역

• Example 클래스의 메타데이터
  • 클래스 이름, 부모 클래스 정보, 메서드 및 변수의 시그니처 등
• 정적 변수 staticVar의 값
  • 모든 인스턴스가 공유하는 변수이기 때문에 Method 영역에 저장
• 10 , 5, 20, 30
  • Constant Pool에 상수 정보들 저장
• main 및 method 메서드의 바이트코드(메서드의 코드 자체)

3. JVM Stack 영역

• main 메서드를 위한 스택 프레임이 생성
  • 이 stack frame 안에 localVar와 ex 참조 변수, args 매개 변수 저장
  • ex는 Heap에 저장된 Example 객체를 가리킴
• method 메서드 호출될 때, 스택 프레임 생성
  • methodVar 지역 변수가 여기에 저장

4. PC 레지스터 영역

• 현재 실행 중인 각 스레드의 명령어 주소가 저장
• main 메서드를 실행 중인 스레드는 main 내의 현재 실행 중인 명령어의 주소 가지고 있음
• method를 실행하는 동안에는 method 내의 현재 실행 중인 명령어의 주소 가지고 있음

5. Native Method Stack 영역

• 직접적으로 네이티브 메서드 호출이 없음
• System.out.println 메서드 같은 내부적으로 네이티브 코드를 호출하는 메서드가 실행될 때 이 영역이 사용될 수 있음

참고 자료
https://coding-factory.tistory.com/828