[JVM] Java Virtual Machine : 자바 가상 머신이란?

JVM이란?

스택 기반의 자바 가상머신으로서 클래스 파일을 실행할 수 있다.

 

• JVM의 역할
  • 자바 애플리케이션을 클래스 로더를 통해 읽어들이고 자바 API와 함께 실행하는 역할

 

• JVM의 특징
  • JAVA와 OS사이에서 중개자 역할 수행 (OS 종속적이지 않음) [JVM 자체는 운영체제에 의존적이므로 맞게 설치해야함]
  • Garbage Collection을 통해 메모리 관리를 해준다.
• JVM 구성
  • Class Loader
    • 생성한 인스턴스가 Runtime시점에 메모리에 로드하게 함
  • Runtime Data Areas
    • JVM이 프로그램을 수행하기 위해 별도로 할당받은 메모리 공간
      • PC Register, Java Virtual Machine Stack, Native Method Stack, Method Area, Heap
  • Execution Engine
    • Runtime Data Areas에 로드된 바이트 코드가 Execution Engine에 의해서 실행됨

JVM 메모리 구성

https://skibis.tistory.com/330

JVM 메모리 영역에 대한 설명

• Method Area : 메서드와 클래스 변수, 접근 제어자, Type, 상수, static 같은 변수 등이 생성되는 영역 (모든 프로그램에 의해 공유됨)
• Heap Area : 사용자가 생성하는 Java Object들이 저장되는 공간. 가비지 컬렉터가 관리 (동적으로 할당하여 사용)
• Stack Area : 메서드 호출 시 해당 메서드의 매개변수, 지역변수, 임시 값을 저장하기 위한 stack 메모리
• Native method statck : 자바 외 언어로 작성된 네이티브 코드를 위한 메모리 영역 (C/C++등의 코드를 수행하기 위해)
• PC Register : 쓰레드가 생성될 때마다 생성되는 영역으로 현재 쓰레드가 실행되는 부분의 주소와 명령을 저장하는 영역.

쓰레드는 Method Area와 Heap Area는 공유하고 나머지 영역은 쓰레드마다 각각 생성되고 공유되지 않는다.

자바프로그램의 실행 과정

1. 프로그램 실행 시 JVM이 OS로 부터 프로그램에 필요한 메모리를 할당받는다. (메모리 할당)
2. 자바 소스코드를 자바 컴파일러가 바이트코드로 변환시킨다. (컴파일)
3. 클래스 로더를 통해 바이트코드로 변환된 클래스 파일들을 로딩한다. (바이트코드 로딩)
4. 로딩된 클래스 파일이 Execution engine을 통해 해석된다. (명령어 실행)
5. 해석된 바이트코드가 Runtime Data Areas에 배치되어 프로그램의 동작이 이뤄진다. (데이터 적재)

 

Interpreter

Execution Engine이 바이트 코드를 명령어 단위로 읽어서 수행한다. 한 줄씩 수행하기 때문에 느리다는 단점이 있다.

JIT(Just In Time)

인터프리터 방식으로 프로그램을 수행하다가 일정한 기준을 넘어가면 바이트 코드 전체를 컴파일하여 네이티브 코드로 변환시킨다. 이 후 인터프리터 방식을 사용하지 않고 네이티브 코드를 바로 실행한다. 
JIT를 사용하는 JVM은 해당 메서드가 얼마나 자주 사용되는지 체크하고 일정기준을 넘어서면 컴파일을 수행하게 된다.

 

Reference

• asfirstalways.tistory.com/158