[JAVA]JVM이란?(1)-Class Loader

bbbbbhyun·2025년 1월 29일

JAVA

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Java Virtual Machine의 약자로, 자바 가상머신
운영체제에 독립적인 환경에서 바이트코드를 실행
즉, JVM은 자바 애플리케이션을 실행하는 역할을 담당하며, 바이트코드를 OS가 이해할 수 있는 기계어로 변환하는 인터프리터 및 실행 엔진을 포함

JVM이 바이트코드를 메모리인 Runtime Data Area에 로드하는 역할
Bootstrap ClassLoader → Extension ClassLoader(플랫폼) → Application ClassLoader → Custom ClassLoader 순으로 계층적으로 동작

Bootstrap ClassLoader
- 최상위 클래스 로더로, JVM이 기본적으로 제공하는 클래스들을 로드
- rt.jar 또는 java.base 모듈(자바 표준 라이브러리)을 메모리에 로드
- ex: java.lang.String, java.util., java.io. 등
- 네이티브 코드(C/C++)로 작성되어 있으며, 자바 코드로 직접 제어 불가
Extension ClassLoader
- JDK 8까지 존재했던 클래스로, lib/ext/ 디렉토리에 있는 확장 클래스(Extension API)를 로드
- ex: javax.crypto., javax.sound. 등
- JDK 9 이후부터는 모듈 시스템(JPMS)로 대체
Application ClassLoader
- classpath에 지정된 사용자 클래스 및 애플리케이션 클래스를 로드
- Main 메서드가 포함된 클래스를 실행하는 역할
- ex: com.example.MyClass
Custom ClassLoader
- 기본 클래스 로더 외에, 개발자가 직접 만든 클래스 로더
- 네트워크에서 클래스를 로드하거나, 암호화된 .class 파일을 로드할 때 사용
- ex: URLClassLoader, SecureClassLoader

로딩(Loading)
- .class 파일(바이트코드)을 읽어와 메모리에 저장(메타데이터 등록)
- 이 과정에서 클래스 로더는 부모 로더에게 먼저 클래스를 로드할 기회를 주는 부모 위임 모델(Delegation Model)을 사용
- JVM 내부의 Method Area에 클래스 정보가 저장
링킹(Linking)
클래스를 사용할 수 있도록 필요한 작업을 수행하는 과정이며, 다음 3가지 단계로 구성

① 검증(Verification)
- .class 파일이 올바른 형식인지 검증
- 바이트코드 검증 및 보안 검사 수행 (잘못된 코드 실행 방지)
  
  ② 준비(Preparation)
- 클래스 변수(static 변수)들을 위한 메모리를 할당하고 기본값으로 초기화
- ex: static int x = 10; → 초기에는 0으로 설정됨
  
  ③ 해석(Resolution)
- 참조(Reference) 변수를 실제 메모리 주소로 변환하는 과정
- 클래스 내부의 다른 클래스, 메서드, 인터페이스 등의 심볼릭 리퍼런스를 실제 메모리상의 주소로 변경
초기화(Initialization)
- 클래스의 static 변수들을 정의한 값으로 초기화하고, static 블록을 실행
- 이 단계에서 클래스가 실제로 사용
- ex: static int x = 10; → 이제 10으로 초기화

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