JVM의 배경
C의 경우 컴파일을 후에 파일이 작동이 되는데 이는 운영체제가 다를 경우에는 작동을 하지 않았습니다. 예를 들어 리눅스 기반인 Mac에서 C코드를 작성하고 컴파일을 한 후 Window 노트북에서 컴파일된 파일을 실행시키면 작동하지 않았습니다. 자비는 이를 WORA(Write Once Run Anywhere)를 채택하여 OS에 종속적이지 않고 실행시키기 위해 탄생하였습니다.
JVM
Java Virtual Machine의 줄임말로 자바를 실행시키기 위한 가상기계라고 할 수 있습니다. 즉 mac에서 작업한 java 코드를 window 컴퓨터에서도 작동시킬 수 있는 것입니다.
이 원리에 대해서 살펴보면 다음과 같습니다.
java 소스코드(.java)는 CPU가 인식하지 못하므로 기계어로 컴파일을 해주어야 합니다. 하지만 JVM을 도입함으로 JVM이 인식할 수 있는 Java bytecode(.class)로 변환시켜주어야 한다. 이는 Java compiler가 .java 파일을 .class 파일로 변환 시켜 줍니다.
💡 Java compiler는 JDK bin내 javac.exe를 의미합니다.
이 때 JVM은 OS가 코드를 읽을 수 있도록 해석을 해주기 때문에 OS에 종속되지 않고 자바 코드가 작동할 수 있습니다.
JVM 구성요소
- 클래스 로더
- 실행 엔진
- 인터프리터
- JIT 컴파일러
- GC
- 런타임 데이터 영역
클래스 로더
JVM 내로 클래스 파일을 로드하고, 링크를 통해 배치하는 작업을 수행하는 모듈입니다. java 파일을 실행하면 동적으로 클래스 파일로 변환되고 이를 JVM으로 올려줍니다.
실행 엔진
클래스를 실행 시키는 영역입니다.
클래스 로더가 JVM위로 클래스 파일을 올려주면 실행 엔진은 클래스 파일을 기계가 수행할 수 있는 형태로 변경해줍니다.
1. 인터프리터
실행 엔진은 클래스 파일내 자바 바이트 코드를 명령어 단위로 읽어서 실행합니다.
2. JIT(Just-In-Time)
인터프리터 방식으로 실행하다가 적절한 시점에 바이트 코드 전체를 컴파일하여 기계어로 변경하고, 이후에는 더 이상 인터프리팅 하지 않고 기계어로 직접 실행하는 방식입니다.
3. 가비지 콜렉터
더 이상 사용되지 않는 인스턴스들을 제거하는 역활입니다.
런타임 데이터 영역
프로그램을 수행하기 위해 OS에서 할당받은 메모리 공간입니다.
1. PC
Thread가 시작될 때마다 생성되며, Thread마다 하나씩 존재합니다. Thread가 어떤 부분을 어떤 먕령으로 실행해야할 지에 대한 기록을 하는 부분으로 현재 수행 중인 JVM 명령의 주소를 갖습니다.
2. JVM 스택 영역
프로그램 실행과정에서 각종 형태의 변수나 임시 데이터, 스레드나 메소들의 정보를 저장했다가 수행이 끝나면 프레임 별로 삭제 합니다.
3. Native method stack
자바 프로그램이 컴파일되어 생성되는 바이트 코드가 아닌 실제 실행할 수 있는 기계어로 작성된 프로그램을 실행시키는 영역입니다.
4. Method Area
클래스 정보를 처음 메모리 공간에 올릴 때 초기화 되는 대상을 저장하기 위한 메모르 공간 (static 변수 및 메소드를 저장)
5. Runtime Constant Pool
상수 자료형을 저장하고 참조하여 중복을 막는 역할 을 수행합니다.
참고자료
💡 https://doozi0316.tistory.com/entry/1주차-JVM은-무엇이며-자바-코드는-어떻게-실행하는-것인가
https://catsbi.oopy.io/df0df290-9188-45c1-b056-b8fe032d88ca
