Gidhub BE Developer

JVM 구조

2020-02-23
goodGid
Java

이 글의 개념 및 코드들은 책을 읽으며 정리한 내용을 바탕으로 작성하였습니다.

클래스 로더 시스템

  • .class에서 Byte Code를 읽고 메모리에 저장한다.

  • 클래스 로더 시스템이 끝나면

    해당 Class Type의 Class 객체를 생성하여

    힙 영역에 저장한다.

    자세한 개념은 클래스 로더(Class Loader) 글을 참고하자.

로딩

  • 클래스를 읽어오는 과정이다.

링크

  • 레퍼런스를 연결하는 과정이다.

초기화

  • static 값들을 초기화 및 변수에 할당하는 과정이다.

메모리

Stack 영역

  • Thread 마다 런타임 Stack을 생성한다.

  • Thread가 종료되면 Stack은 초기화 된다.

  • 해당 Thread안에서

    이뤄지는 작업들은 Stack Frame Block 단위로 Stack에 적재한다.

PC(Program Counter) 레지스터

  • Thread 내 현재 실행할 Stack Frame을 가리키는 포인터이다.
Stack 영역에는 
엄청나게 많은 Stack Frame이 적재되어 있다.

그런데 외부 요인으로 인해 
현재 Thread가 점유하여 사용하고 있는 
CPU 자원을 Interrupte를 당하게 될 수 있다.

이 경우 현재까지 작업하고 있는 
History는 Stack에 저장을 하고
나중에 다시 Thread가 CPU를 할당받았을 경우
어떤 작업부터 다시 수행해야하는지 
가리키는 변수가 PC 레지스터이다.

네이티브 메소드 Stack (Native Method Stack)

  • C, C++로 구현되어있는 라이브러리를 사용하는 경우

    JNI(Java Native Interface)를 통해 Native Method Library를 사용한다.

힙 영역

  • 객체(=인스턴스)를 저장 및 공유한다.

메서드 영역

  • 클래스 수준의 정보(클래스 이름, 부모 클래스 이름, 메소드, 변수)를 저장한다.

  • 다른 Thread 사이에서 공유되는 자원이다.

Method 영역에 저장하는 데이터

  1. Type 정보 (클래스, 인터페이스, Enum)

  2. 메소드와 변수

  3. FQCN (Fully Qualified Class Name)

package goodgid.gidhub;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class GidhubApplication {
    public static void main(String[] args) {
        // FQCN 사용
        org.springframework.boot.SpringApplication.run(GidhubApplication.class, args);

        // FQCN 사용 X
        SpringApplication.run(GidhubApplication.class, args);
    }
}

Native Method

JNI(Java Native Interface)

  • Java 어플리케이션에서

    C, C++ 등 언어로 작성된 함수를 사용할 수 있는 인터페이스를 제공한다.

  • Native 키워드를 사용한 메소드를 호출한다.

public class JVM {
    // Do Something
    Thread.currentThread();
}

 /**
* Returns a reference to the currently executing thread object.
*
* @return  the currently executing thread.
*/
public static native Thread currentThread();

Native Method Library

  • C, C++ 등으로 작성 된 라이브러리이다.

실행 엔진

Interpreter

  • Byte Code를 기계가 이해할 수 있도록

    Native Code로 바꾸는 작업을 한다.


  • 그리고 그 동작 과정은

    Byte Code 한 줄마다

    컴파일을 하여

    Native로 변환하는 작업을 하게 되는데

    중복되는 Byte Code들에 대해서도

    매번 컴파일을 하게 되면

    비효율적이며 Running Time도 길어지게 된다.


  • 그래서 중복되는

    Byte Code에 대해서는

    JIT 컴파일러를 사용한다.

JIT(Just In time) 컴파일러

  • Interpreter 효율을 높히기 위해

    Interpreter가 반복되는 코드를 발견하면

    JIT 컴파일러로 반복되는 코드를 모두

    Native Code로 바꾼다.


  • 그렇게 되면 반복된 Byte Code는

    Native Code로 바뀌어 있기 때문에

    Interpreter가 바로 사용할 수 있게 된다.

GC

  • 더이상 참조되지 않는 객체를 정리한다.

Summary

  • JVM은 굉장히 어려운 개념이고

    보다 자세히 알아야하지만

    해당 포스팅에서는 Rough하게 다뤘다.

  • JVM의 큰 그림이라도 익혔으면 하는 바람으로 포스팅하였고

    JVM에 대해 더 깊게 알고 싶다면 추가 학습을 하도록 하자.

Reference

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