자바 고급 스터디 3. java JVM구조

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공부 시간 : 2021/03/25 22:30 ~ 25:25

3주차. JVM구조에 대해서 설명, 자바 버전에 따라 어떻게 바뀌는가?

jvm의 탄생배경

• c, c++ 와 같은 언어들은 타겟 플렛폼(운영체제 + cpu아키텍쳐)에 종속적으로 작동함. ex) 리눅스에서 컴파일하면 윈도우에서 실행불가능
• 자바 컴파일러에 의해 변환된 java 바이트코드(.class)는 타겟플렛폼에 의존하지 않고 JVM 위에서 작동된다.
• JVM은 타겟플렛폼에 의존함. (window용 JVM, mac용 JVM...)

jvm 구조

1. class loader :

• 자바는 어플리케이션 시작시 한번에 로드되지 않고, 필요할때 마다 로드된다. (lazy loading)
• 런타임시에 클래스를 동적으로 jvm에 로드하는 역할을 한다.
• 여러가지 클래스로더가 있으며 차례대로 로딩되며 작동된다.

1. 부트스트랩 클래스로더(Bootstrap classloader)
   • jvm 시작시 가장 먼저 실행되는 클래스로더이다.
   • 최소한의 자바 클래스(java.lang.Object, Class, Classloader)만 로드한다.
   • 확장 클래스로더를 로드함.
2. 확장 클래스로더(Extension classloader)
   • ${JAVA_HOME}/lib/ext, java.ext.dirs 시스템 프로퍼티에 적힌 라이브러리 로드
   • 애플리케이션 클래스로더를 로드함.
3. 애플리케이션 클래스로더(Application classloader)
   • classpath 환경 변수, -classpath 또는 -cp 커맨드 라인 옵션에 나열된 라이브러리 파일을 로드
4. 이외에도 커스텀 클래스로더를 만들어서 사용 할 수 있다.

2. 메모리 영역

1. Heap 메모리
   • 객체의 인스턴스, 동적 할당된 데이터 저장
   • Garbage Collection이 일어나는 공간
   • java 1.8 이전과 이후로 Heap 영역의 구조가 변경됨.
   • 1.8 이전에는 perm영역 이 있었으나 (1.8이후 perm -> Heap + MetaSpace로 바뀜)
   • 1.8 이후 static은 heap또는 MetaSpace에 저장
2. Thread Stack
   • 쓰레드마다 하나씩 배정되는 영역
   • 메소드 결과, return 값, 지역변수 저장
3. MetaSpace
   • 클래스 메타데이터, 메서드 메타데이터, static 변수
4. Code Cache
   • 자주 접근하는 코드블럭을 매번 컴파일 하지 않도록 컴파일된 기계어 캐싱되는 영역
   • Runtime Engine이 사용하는 영역
5. Shared Library
   • 공유될 라이브러리가 기계어로 변환되어 저장되는 영역

3. Runtime Engine

• Interpreter : 바이트코드를 읽어 기계어로 변환하여 실행
• (JIT) Just-In-Time Compiler : Code Cache 메모리에 캐싱
• Garbage Collection : 참조되지 않은 개체 정리

4. JNI(Java Native Interface)

• Native Method Library를 실행하는데 필요한 인터페이스

5. Native Method Library

• Execution Engine을 실행할때 필요한 라이브러리(C, C++) 모음.

 

 

참고한 사이트

• 우아한테크 유튜브 - JVM stack & heap
• JDK 8에서 Perm 영역은 왜 삭제됐을까
• 도움이 될수도 있는 JVM memory leak 이야기