[CS] 자바 가상 머신

💡 시스템 메모리를 관리하면서, 자바 기반 애플리케이션을 위해 이식 가능한 실행 환경을 제공하는 것

📌 JVM?

• 자바 프로그램 실행 환경을 만들어주는 소프트웨어
• Java는 플랫폼에 종속적이지 않지만 JVM은 플랫폼에 종속적이다.

Java는 어떠한 플랫폼(OS)에 영향을 받지 않는다.

📌 JVM 장점

• 하나의 바이트코드 (.class)로 모든 플랫폼에서 동작하도록 할 수 있다.

📌 JVM에서의 메모리 관리

1. 프로그램이 실행되면, JVM은 OS로부터 프로그램이 필요로하는 메모리를 할당받는다.
2. 자바 컴파일러(Javac)가 자바 소스코드를 읽고, 자바 바이트코드(.class)로 변환 시킨다.
3. 변경된 class 파일들을 클래스 로더를 통해 JVM 메모리 영역으로 로딩한다.
4. 로딩된 class 파일들은 Execution engine을 통해 해석된다.
5. 해석된 바이트 코드는 메모리 영역에 배치되어 실질적인 수행이 이루어진다.

📌 JVM의 구성요소

1. 자바 컴파일러
   자바 소스코드를 바이트 코드로 변환시켜준다.
2. 클래스 로더
   JVM은 런타임 시 처음으로 클래스를 참조할 때 해당 클래스를 로드하고 메모리 영역에 배치시킨다.
   이 동적 로드를 담당하는 부분이 클래스 로더이다.
3. Runtime Data Areas
   • PC 레지스터
     스레드가 어떤 명령어로 실행되어야 할지를 기록하는 영역이다. (JVM 명령의 주소를 가진다.)
   • Stack
     지역변수, 매개변수, 메서드 정보, 임시 데이터 등을 저장하는 영역이다.
   • Native Stack
     실제 실행할 수 있는 기계어로 작성된 프로그램을 실행시키는 영역이다.
   • Heap
     런타임 영역에 동적으로 할당되는 데이터가 저장되는 영역이다. (객체, 배열 등)
   • Method
     JVM이 시작될 때 생성되고, JVM이 읽은 각각의 클래스와 인터페이스에 대한 런타임 상수 풀, 필드 및 메서드 코드, 정적변수, 메서드의 바이트 코드 등을 보관하는 영역이다.
4. 가비지 컬렉션
   자바 프로그램에서 사용되지 않는 메모리를 지속적으로 찾아내서 제거하는 역할을 한다.

   💡 실행순서

   1. 참조되지 않은 객체들을 탐색 후 삭제
   2. 삭제된 객체의 메모리 반환
   3. 힙 메모리 재사용