자바 가상 머신(Java Virual Machine)

신범철·2022년 1월 27일

Java 자바 자바가상머신

자바

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Java Virtual Machine

변역된 자바 프로그램은 중간 단계의 바이트 코드이며 이것을 해석하고 실행할 수 있는 가상의 운영체제

JVM 기능

자바 프로그램이 어느 기기나 운영체제 상에서도 실행될 수 있도록 하는 것
프로그램 메모리를 관리하고 최적화하는 것

JVM 메모리관리

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

실행과정
1. 프로그램이 실행되면 JVM은 OS로부터 이 프로그램이 필요로하는 메모리를 할당받음. JVM은 이 메모리를 용도에 따라 여러 영역으로 나누어 관리함
2. 자바 컴파일러(JAVAC)가 자바 소스코드를 읽고, 자바 바이트코드(.class)로 변환시킴
3. 변경된 class 파일들을 클래스로더를 통해 JVM 메모리 영역으로 로딩함
4. 로딩된 class 파일들은 Execution engine을 통해 해석됨
5. 해석된 바이트 코드는 메모리 영역에 배치되어 실질적인 수행이 이루어짐. 이러한 실행 과정속에서 JVM은 필요에 따라 스레드 동기화나 가비지 컬렉션 같은 메모리 관리 작업을 수행

자바 컴파일러

자바 소스코드(.java)를 바이트 코드(.class)로 변환시켜줌

클래스 로더

JVM은 런타임시에 처음으로 클래스를 참조할 때 해당 클래스를 로드하고 메모리 영역에 배치시킴. 이 동적 로드를 담당하는 부분이 바로 클래스로더

Runtime Data Areas

JVM이 운영체제 위에서 실행되면서 할당받은 메모리 영역

5가지 영역으로 구분됨 : PC 레지스터, JVM 스택, 네이티브 메서드 스택, 힙, 메서드 영역
(아 중에 힙과 메서드 영역은 모든 스레드가 공유해서 사용함)

PC 레지스터 : 스레드가 어떤 명령어로 실행되어야할지 기록하는 부분(JVM 명령 주소를 가짐)
스택 Area : 지역변수, 매개변수, 메서드 정보, 임시 데이터 등을 저장
네이티브 메서드 스택 : 실제 실행할 수 있는 기계어로 작성된 프로그램을 실행하는 영역
힙 : 런타임에 동적으로 할당되는 데이터가 저장되는 영역. 객체나 배열 생성이 여기에 해당함
(또한 힙에 할당된 데이터들은 가비지컬렉터의 대상)
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 보관함