Java Virtual Machine 은 OS 에 종속받지 않고 CPU가 Java를 인식 , 실행 할 수 있게 하는 가상 컴퓨터이다.
스택 기반으로 동작하며, GC 를 통해 자동적인 메모리 관리를 해준다.
Java 는 OS 에 종속적이지 않기 때문에, 실행시키기 위한 무언가가 있어야 한다.
그것이 JVM 이다.
Java 소스코드는 (.java) CPU 가 인식하지 못하므로 기계어로 컴파일을 해줘야 한다.
JVM 이라는 가상머신을 거쳐 OS 에 도달하기 때문에 OS 가 인식하는 기계어로 바로 컴파일 되는게 아니라,
JVM 이 인식할 수 있는 Java bytecode(.class) 로 변환하게 된다.
Java Compiler 가 .java 파일을 .class 라는 Java bytecode로 변환시킨다.
자바 컴파일러는 JDK 를 설치하면 bin 에 존재하는 javac.exe 를 말한다.
JVM 구성
실행과정
1. 자바 컴파일러가 자바 소스코드 .java 를 읽어들어 .class 파일로 변환시킨다.
2. Class Loader 를 통해 JVM 으로 로딩한다.
3. 로딩된 .class 파일들은 Execution Engine 을 통해 해석된다.
4. 해석된 바이트 코드는 Runtime Data Area 에 배치된다.
5. 위 과정속에서 JVM 은 필요에 따라 동기화, 가비지컬렉션 같은 관리작업을 실행한다.
class Loader ( 클래스 로더 )
- JVM 내로 .class 파일을 로드하고, 링크를 통해 배치를 한다.
- 런타임시에 동적으로 클래스를 로드한다.
Executrion Engine( 실행 엔진 )
- 클래스를 실행시키는 역할
- 클래스로더가 런타임 데이터에 바이트 코드를 배치시키면 실행엔진이 실행한다.
- 실행 엔진은 아래 두가지 방식을 사용하게 된다.
1. InterPreter (인터프리터)
- 자바 바이트 코드를 명령어 단위로 읽어서 실행한다.
- 인터프리터 언어의 단점인 한 줄씩 수행하기 때문에 느리다.
2. JIT ( Just - In Time )
- 인터프리터 방식의 단점을 보완했다.
- 인터프리터 방식으로 실행하다가 적잘한 시점에 바이트코드 전체를 네이티브 코드로 변경한다.
- 네이티브 코드는 캐시에 보관하기 때문에, 한번 컴파일된 코드는 빠르게 수행한다.
- JIT 가 컴파일 하는 과정은 인터프리터보다 훨씬 오래걸리기 때문에 한번만 수행되는 코드면 인터프리터가 유리하다
- JVM 은 내부적으로 해당 메서드가 얼마나 자주 수행되는지 체크하고, 기준에 따라 JIT 로 실행한다.
Runtime Data Area
- 프로그램을 실행하기 위해 OS 에서 할당받은 메모리 공간
PC Register
- 스레드가 어떤 부분을 어떤 명령으로 실행해야 할지에 대한 기록을 하는 부분이다.
- JVM 명령의 주소를 갖는다
JVM 스택
- 프로그램 실행과정에서 임시로 할당되었다가 메소드를 빠져나가면 소멸된다
- 변수, 임시 데이터, 메소드의 정보를 저장한다.
- 호출된 메소드의 매개변수, 지역변수, 리턴, 연산값을 임시로 저장한다.
Native method stack
- 자바 프로그램이 컴파일 되어 생성되는 바이트 코드가 아닌 실제 실행할 수 있는 기계어로 작성된 프로그램을
실행하는 영역
- Java 가 아닌 다른 언어로 작성된 코드를 위한 공간
Heap
- 객체를 저장하는 가상 메모리 공간
- new 연산자로 생성된 객체와 배열을 저장한다.
- 인스턴스가 생성된다
Method Area
- 클래스 정보를 처음 메모리 공간에 올릴 때 초기화되는 대상을 저장하기 위한 메모리 공간
- 프로그램 실행 중 어떤 클래스가 사용되면, 클래스의 정보와 변수를 저장한다.
- 필드정보, 메소드 정보, 타입정보가 올라간다.
참조
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