[Java/자바] JVM과 자바 런타임 메모리의 구조

JVM, 자바 런타임 메모리의 구조 표

 

JVM의 구조

 

1.Class Loader

• 자바에서 소스를 작성하면 .java파일이 생성된다.
• .java파일을 자바컴파일러(javac)가 컴파일하여 .class파일(byteCode)가 생성된다.
• 생성된 클래스 파일들을 엮어서 JVM이 OS로부터 할당받은 메모리 영역인 Runtime Data Areas로 옮긴다.

2. Execution Engine (실행 엔진)

• 메모리영역에 적재된 클래스(byteCode)들을 기계어로 해석하여 명령어 단위로 실행한다.
• 인터프리터
  인터프리터(Interpreter)란 바이트 코드를 한줄씩 실행하는 방식이다.
• JIT(Just-In-Time) 컴파일러
  JIT 컴파일러는 반복되는 코드를 발견하여 바이트 코드 전체를 네이티브 코드로 컴파일하여 한번에 실행시키는 것으로 성능을 높이기 위한 방식이다.

3. Garbage Collector (GC)

• 가비지 컬렉터는 Heap 메모리 영역에 생성된 객체들 중 참조되지 않는 객체들을 탐색 후 제거하는 역할을 한다.
• 이는 자동으로 이루어지기 때문에 더 쉬운 프로그래밍이 가능하다.

4. Runtime Data Area

• JVM의 메모리 영역으로 자바 애플리케이션을 실행할 때 사용되는 데이터들을 적재하는 영역이다.
• 런타임 데이터 영역은 크게 Method Area, Heap Area, Stack Area, PC Register, Nateve Method Stack으로 나눌 수 있다.

 

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Runtime Data Area 구조

 

1. Method area (메서드 영역, Class area, Static Area)

• JVM이 시작될 때 생성되는 공간한다.
• 모든 스레드가 공유한다.
• 프로그램이 종료될 때까지 저장(정적, static)
• 바이트 코드(.class)를 처음 메모리 공간에 올릴 때 초기화되는 대상을 저장하기 위한 메모리 공간
• Field Info : 멤버 변수 이름, 데이터 타입, 접근 제어자 정보
• Method Info: 메서드 이름, return타입, 함수 매개변수, 접근제어자 정보
• Type Info : Class, Interface 여부 저장, Type속성, 이름, Super Class이름

2. Heap area(힙 영역)

• 모든 스레드가 공유한다.
• new 연산자로 생성된 객체와 배열이 생성되는 영역이다.
• 메서드 영역에 로드된 클래스만 생성 가능하다.
• GC(Garbage Collection)의 대상이 된다.
• 힙 영역에 생성된 객체는 Reference(참조) Type으로 JVM스택영역의 변수나 다른 객체의 필드에서 참조된다.

3. Stack area (스택 영역)

• 임시적으로 사용되는 변수나 정보들이 저장되는 영역이다.
• Stack은 LIFO(Last-In-First-Out) 구조로 push/pop을 사용하여 동작한다.
• Person p = new Person(); 라는 코드를 작성했다면 Person p는 스택영역에 생성되고 new 연산자로 생성된 Person클래스의 인스턴스는 힙영역에 생성된다.
• 스택영역에 생성된 p는 힙 영역의 인스턴스 주소값을 가지고 있다. (참조)
• 기본타입 변수는 스택 영역에 직접 값을 가진다.

4. PC Register (Program Counter 기억장치)

• 스레드가 시작될 때 생성되는 영역이다.
• 현재 수행 중인 JVM 명령어 주소를 저장하는 공간이다.
• JVM에서의 작업내용을 CPU에게 연산으로 제공할 때 중간에 잠시 버퍼 공간으로 존재한다.
• 이를 이용해 스레드를 돌아가며 수행할 수 있게 한다.

5. Native method stack

• 자바 외 언어(C, C++ 등)로 작성된 네이티브 코드를 위한 메모리 영역이다. (JNI - Java Native Interface)
• 기계어로 작성된 프로그램을 실행시키는 영역이다.

 

 

 

 

Reference

https://jeong-pro.tistory.com/148

https://inpa.tistory.com/entry/JAVA-%E2%98%95-JVM-%EB%82%B4%EB%B6%80-%EA%B5%AC%EC%A1%B0-%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EC%98%81%EC%97%AD-%EC%8B%AC%ED%99%94%ED%8E%B8

https://catsbi.oopy.io/df0df290-9188-45c1-b056-b8fe032d88ca

http://www.tcpschool.com/java/java_intro_programming

https://jiwonxdoori.tistory.com/33