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JVM

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JVM (Java Virtual Machine)

JVM은 코드를 실행하고, 해당 코드에 대해 런타임 환경을 제공하는 프로그램에 대한 사양이다.

자바 애플리케이션을 클래스 로더를 통해 읽어들이고, 자바 API와 함께 실행하는 역할을 수행한다.

JAVA와 OS 사이에서 중개자 역할을 수행하여 어느 기기나 운영체제 상에서도 실행될 수 있도록 해준다. 그리고 프로그램 메로리를 관리하며 최적화도 수행합니다.

개발자들이 말하는 JVM은 보통 어떤 기기상에서 실행되고 있는 프로세스, 특히 자바 앱에 대한 리소스를 관리하고 통제하는 서버를 지칭한다.

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메모리 관리

JVM 실행에 있어서 가장 일반적인 상호작용은, 힙과 스택의 메모리 사용을 확인하는 것

실행 과정

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  1. 프로그램이 실행되면, JVM은 OS로부터 이 프로그램이 필요로하는 메모리를 할당받음. JVM은 이 메모리를 용도에 따라 여러 영역으로 나누어 관리함
  1. 자바 컴파일러(JAVAC)가 자바 소스코드를 읽고, 자바 바이트코드(.class)로 변환시킴
  1. 변경된 class 파일들을 클래스 로더를 통해 JVM 메모리 영역으로 로딩함
  1. 로딩된 class파일들은 Execution engine을 통해 해석됨

    Interpreter
    바이트 코드 명령어를 하나씩 읽어서 해석하고 실행. 하나하나의 실행은 빠르나, 전체적인 실행속도가 느리다는 단점

    Just-In-Time Compile
    인터프리터의 단점을 보완하기 위해 도입되었으며 바이트 코드 전체를 컴파일하여 바이너리 코드로 변경하고 바이너리 코드를 직접 실행하는 방식이다.
    하나씩 인터프리팅하여 실행하는 것이 아니라 바이트 코드 전체가 컴파일된 바이너리 코드를 실행하는 것이기 때문에 전체적인 실행속도는 인터프리팅 방식보다 빠르다.

  2. 해석된 바이트 코드는 메모리 영역에 배치되어 실질적인 수행이 이루어짐. 이러한 실행 과정 속 JVM은 필요에 따라 스레드 동기화나 가비지 컬렉션 같은 메모리 관리 작업을 수행함

Runtime Data Areas

  1. 힙 영역

    런타임에 동적으로 할당되는 데이터가 저장되는 영역. 객체나 배열 생성이 여기에 해당함

  1. 스택 영역

    지역변수, 매개변수, 메소드 정보, 임시 데이터 등을 저장

  1. 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

  1. PC 레지스터

    스레드가 어떤 명령어로 실행되어야 할지 기록하는 부분(JVM 명령의 주소를 가짐)

  1. 네이티브 메서드 스택

    실제 실행할 수 있는 기계어로 작성된 프로그램을 실행시키는 영역

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