JVM이란 무엇일까 ?
- Java Virtual Machine의 줄임말로 자바를 실행시키기 위한 가상기계라고 할 수 있습니다.
- JAVA는 OS에 종속적이지 않다는 특징을 가지고 있습니다.
- OS에 종속받지않고 실행시키기 위해서는 JVM이 필요합니다
즉 ! OS에 종속받지않고 CPU가 java를 인식 또는 실행할 수 있도록 하는 가상 컴퓨터입니다 !
Java의 소스코드는 원시코드(.java)로서 CPU가 인식을 하지 못하기기 때문에 기계어로 컴파일을 해줘야합니다. 그러나 Java는 JVM을 거쳐 OS에 도달하기 때문에 OS가 인식할 수 있는 기계어로 바로 컴파일 되는것이 아니라 .class라는 Java bytecode로 변환됩니다.
Java compiler 가
.java파일을.class라는 Java bytecode로 변환합니다.
변한된 .class 파일은 OS에서 바로 실행될 수 없고 JVM을 통해서 실행될 수 있습니다.
이처럼 JVM을 통해 어느 OS에서든 Java파일을 실행할 수 있습니다.
컴파일
자바 컴파일은 .java 파일을 .class 파일로 만들어 주는 과정입니다.
JDK를 설치하면 bin폴더에 javac.exe라는 형태로 설치됩니다.
javac 명령어를 사용하면 .java → .class 파일로 컴파일 할 수 있습니다.
public class transform {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("java transform to class");
}
}"java transform to class"를 출력하는 .java 파일을 생성 후 이를 .class 파일로 변환하는 과정을 예시로 들어보겠습니다.
- Windows를 기준으로,
cmd창을 열고 해당.java파일이 있는 곳으로 이동합니다. C:\Users\pcuser\BabyLion_projects
- 해당 위치에서
javac명령어로 컴파일을 진행합니다. C:\Users\pcuser\BabyLion_projects javac transfrom.java
- BabyLion_projects 위치에 .class 파일이 생성됩니다.
- C:\Users\pcuser\BabyLion_projects 에서 java명령어로 .class 파일을 실행시킵니다. 결과화면
JVM의 구성요소
JVM 은 크게 Class Loader, Execution Engine, Runtime Data Area, Garbage Collector로 구성되어 있습니다 .
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Class Loader는 VM으로 클래스 파일을 로드시키는 역할을 담당합니다. 모든 클래스 파일을 한 번에 메모리에 올리는게 아니라 필요할 때마다 동적으로 올려줍니다. Class Loader는 로딩(클래스 읽기) -> 링킹(레퍼런스 연결) -> 초기화의 단계로 동작합니다.
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로드된 바이트코드를 실행하는 파트가 Execution Engine입니다.
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Runtime Data Area란, JVM이 프로그램을 수행하기 위해 OS로부터 할당받은 메모리 영역입니다. 제가 좀 더 자세하게 공부했던 부분은 Heap 영역입니다. Heap 영역은 Object 클래스를 상속받는 모든 객체들(클래스 인스턴스들)과 해당 인스턴스의 변수들을 담는 공간입니다. Heap 영역은 JVM 시작시 생성되며 종료시 소멸됩니다.
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가비지 컬렉션은 자바의 메모리 관리 방법 중의 하나로 JVM의 Heap 영역에서 동적으로 할당했던 메모리 영역 중 필요 없게 된 메모리 영역을 주기적으로 삭제하는 프로세스입니다.
**가비지 컬렉션 동작 과정에 대해 살펴보겠습니다** 참고자료 : https://coding-factory.tistory.com/829
첫 번째 과정
객체가 처음 생성되고 Heap영역의 Eden에 age-bit 0으로 할당됩니다. 이 age-bit은 Minor GC에서 살아남을 때마다 1씩 증가하게 됩니다. Minor GC 는 JVM 의 Young 영역에서 일어나는 GC 입니다.
두 번째 과정
시간이 지나 Heap Area의 Eden 영역에 객체가 다 쌓이게 되면 Minor GC가 한번 일어나게 되고 참조 정도에 따라 Servivor0 영역으로 이동하거나 회수됩니다.
세 번째 과정
계속해서 Eden 영역에는 신규 객체들이 생성됩니다 . 이렇게 또 Eden영역에 객체가 다 쌓이게 되면 Young Generation 영역에 있는 객체들은 비어있는 Survival인 Survival1 영역에 이동하고 살아남은 모든 객체들은 age가 1씩 증가합니다.
네 번째 과정
또 다시 Eden 영역에 신규 객체들로 가득 차게 되면 다시한번 minor GC가 일어나고 Young Generation 영역에 있는 객체들을 비어있는 Survival인 Survival0으로 이동시킨 뒤 age를 1 증가시킵니다. 이 과정을 계속 반복합니다.
다섯 번째 과정
이 과정을 반복하다 보면 age bit가 특정 숫자 이상으로 되는 경우가 발생합니다. 이때 JVM에서 설정해놓은 age bit에 도달하게 되면 오랫동안 쓰일 객체라고 판단하고 Old generation 영역으로 이동시킵니다. 이 과정을 프로모션 이라고합니다.
