Chapter2 - JVM 이야기

< JVM이 Java 코드를 실행하는 방법 >

• JVM은 Stack 기반의 해석 머신
  
  (출처: https://tcpschool.com/java/java_intro_programming)

Java Classloading

Java Compiler(javac)를 통해 .class 파일로 변환한다.
변환된 class 파일을 JVM 메모리에 탑재 해야한다 ➡️ 이 과정은 컴파일 타임이 아니라 런타임에 일어난다 (Java의 동적 클래스 로딩 기능이라고 함)
이것을 Class load라고 하고, classloader가 해당 작업을 수행한다.

• 참고
  • https://www.baeldung.com/java-classloaders
  • https://tecoble.techcourse.co.kr/post/2021-07-15-jvm-classloader/

• JVM이 Class를 요청하면, classloader가 class를 찾는다
• 하위에서 못찾으면 상위에 요청한다
• 만약 가장 상위(부트스트랩)에서도 찾지 못하면 ClassNotFoundException이 발생한다.

Bytecode

• javac(java compiler)는 Java파일(.java)을 bytecode(.class)로 변환한다
• Java bytecode는 JVM이 알아들을 수 있는 코드이다
• bytecode는 특정 아키테처에 특정하지 않은 중간표현형(IR)이다
  • JVM만 있다면 어떤 OS에서도 실행될 수 있다 (이식성이 좋다)

.class file

(출처: https://blog.hexabrain.net/397)

javap (역어셈블러)

$javap -c [Class명]

public class com.company.Foo {
  int data;
 
  public com.company.Foo(); // 클래스 Foo의 디폴트 생성자
    Code:
       // 여기서는 this를 피연산자 스택에 푸시한다.
       0: aload_0
       // 부모 클래스인 Object의 디폴트 생성자를 호출한다. (super())
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return
 
  public void doSomething();
    Code:
       0: return
}

핫스팟

• 프로그램의 런타임 동작을 분석하고, 성능에 가장 유리한 방향으로 최적화를 적용하는 가상머신

프로그램이 성능을 최대로 내려면?
➡️ native 기능을 활용해 CPU에서 직접 프로그램을 실행시켜야 한다
(native code는 CPU가 이해할 수 있는 code)

따라서 핫스팟은 가장 자주 실행되는 bytecode를 native code로 컴파일 한다. (핫스팟의 기능1)
➡️ JIT(Just-In-Time, 적시, 그때그때 하는) 컴파일

핫스팟은 동적 인라이닝도 수행한다 (핫스팟의 기능2)

JVM 메모리

• Java는 Garbage Collection 프로세스로 Heap 메모리를 자동 관리한다
• Garbage Collection(GC): 불필요한 메모리 회수 or 재사용
• GC가 실행되는 동안 다른 application은 중단된다

JVM 모니터링, 툴링

• JMX
• Java agent
• JVMTI
• SA