기술 관련 해서 묻는 질문들은 매번 보고 또 봐도 기억속에 잘 남겨두지 못하는 나를 위해
그때마다 상기할 수 있도록 이렇게 따로 정리해두면서 자주 읽어보는 것이
머리에 남겨 둘 수 있는 최선의 방법이라고 생각한다.
면접 질문 정리
JVM(Java Virtual Machine)이란?
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자바가상머신의 약자를 줄여 부르는 용어.
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Stack(스택)기반의 가상머신.
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역할은 자바애플리케이션을 클래서 로더를 통해 읽어들여 자바 api와 함께 실행.
또한, java와 OS(운영체제)사이에서 중개자 역할을 수행하며, 운영체제에 구애 받지 않고 재사용을 가능하게 해준다.
마지막으로 메모리관리, Garbage Collection(가비지 컬렉션)을 수행한다.왜 JVM를 알아야 하는가? 한정된 메모리를 효율적으로 사용하여 최고의 성능을 내기 위해서.
JVM 구성 - Class Loader(클래스 로더)
- 클래스를 처음으로 참조할 때, 해당 클래스를 로드하고 링크한다.
- JVM내로 .class 파일을 로드하고, 링크를 통해 배치하는 작업수행 모듈.
JVM 구성 - Execution Engine(실행 엔진)
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바이트코드를 실제로 JVM내에서 기계가 실행할수 있는 형태로 변환.
java byte code란? 기계가 바로 수행할 수 있는 언어보다는 사람이 보기 편한 형태 -
클래스를 실행시키는 역할.
JVM 구성 - Interpreter(인터프리터)
- 자바 바이트 코드를 명령어 단위로 읽어서 실행.
- 한 줄 씩 실행하기 때문에 느림.
JVM 구성 - JIT(Just-In-Time)
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내부적으로 해당 메서드가 얼마나 자주 수행되는지 체크하고, 일정 정도를 넘을 때에만 컴파일 수행
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인터프리터 방식 보완하기 위해 도입된 JIT 컴파일러.
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인터프리터 방식으로 실행하다가 적절한 시점에 바이트코드 전체를 컴팡리하여 네이티브 코드로 변경, 이후에는 네이티브 코드로 직접실행.
네이티브코드는 캐시에 보관하기 때문에 한번 컴파일된 코드는 빠르게 수행.
Runtime Data Area란?
- 프로그램을 수행하기 위해 OS에서 할당 받은 메모리공간.
Runtime Data Area - PC Register
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Thread(쓰레드)가 시작될 떄 생성되며, 쓰레드마다 하나씩 존재.
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쓰레드가 어떤 부분을 어떤 명령으로 실행해야할지 기록하는 부분.
현재수행중인 JVM명령의 주소를 갖는다.
Runtime Data Area - JVM Stack Area(스택영역)
- 임시로 할당되었다가 메소드를 빠져나가면 바로 소멸되는 특성의 데이터 저장영역.
Runtime Data Area - Native Method Stack
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실제 실행할 수 있는 기계어로 작성된 프로그램을 실행시키는 영역.
일반프로그램처럼 커널이 스택을 잡아 독자적으로 프로그램을 실행.
Runtime Data Area - Method Area
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클래스 정보를 처음 메모리 공간에 올릴 때 초기화 되는 대상을 저장하기 위한 메모리 공간.
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Runtime Constant Pool이라는 별도의 관리영역도 함께 존재.
Runtime Constant Pool: 상수 자료형을 저장하여 참조하고 중복을 막는 역할 -
올라가는 정보의 종류
종류 설명 Field Infomation 멤버변수의 이름, 데이터타입, 접근제어자에 대한 정보. Method Infomation 메소드의 이름, 리턴타입, 매개변수, 접근제어자에 대한 정보. Type Infomation class/interface 여부 저장. 타입속성, 전체이름, super class의 전체이름
(단, interface이거나 object인 경우 제외)
Runtime Data Area - Heap(힙 영역)
- 객체를 저장하는 가상 메모리 공간.
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permanent Generation: 생성된 주소값이 저장된 공간.
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New / Young: Eden(객체들이 최초로 생성되는 공간), Survivor 0/1(Eden에서 참조되는 객체들이 저장되는 공간)
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Old 영역: 일정시간 참조되고 있는 객체들이 저장되는 공간.
Eden영역에 객체가 가득차게 되면 첫번째 GC발생. Eden영역값을 Survivor 1 영역에 복사하고 이 영역을 제외한 나머지 영역의 객체를 삭제.
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GC(Garbage Collection) 이란?
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Heap(힙 영역)에서 사용하지 않는 객체(인스턴스)들을 제거하는 작업
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필요한 이유는 java는 개발자가 메모리를 직접 해제해줄 수 없는 언어이기에 객체를 사용하고 제거하는 기능이 필요하기 때문.
'stop-the-world': GC를 실행하기 위해 JVM이 애플리케이션 실행을 멈추는 것.
GC - New/Young Generation
- 새롭게 생성된 객체의 대부분 위치. 금방 접근불가 상태로 됨.
- 이 영역에서 개체가 사라질 때,
Minor GC발생 한다고 함.
GC - Old Generation
- 접근 불가능 상태로 되지 않아 Young영역에서 살아남은 객체가 여기로 복사됨.
- 이 영역에서 개체가 사라질 때,
Major GC(Full GC)발생 한다고 함.
GC - 어떤 원리로 소멸시킬 대상을 선정하는가?
- 힙 내의 객체 중에서 가비지(참조되고 있지 않은 객체)를 찾아내고 처리해서 힙의 메모리 회수.
- 가비지인지 아닌지 판단하기 위해서 reachability라는 개념사용.
- 어떤 힙 영역에 할당된 객체가 유효한 참조가 있으면 reachability, 없다면 unreachability
- 참조 사슬 형성. 최초에 참조한 것을 Root Set.
- heap내의 다른 객체에 의한 참조
- java스택(메서트 실행시에 사용하는 지역변수와 파라미터들에의한 참조) [Root Set]
- 네이티브스택(Java Native Interface에 의해 생성된 객체에 대한 참조) [Root Set]
- 메서드 영역의 정적 변수에 의한 참조 [Root Set]
GC - Old영역 - Serial GC
- mark-sweep-compact 알고리즘, GC를 처리하는 스레드가 하나.
- 적은 메모리와 cpu 코어 개수가 적을 때 적합.
GC - Old영역 - Parallel GC(Throughput GC)
- 기본적인 알고리즘은 Serial GC와 같다. GC를 처리하는 쓰레드가 여러 개.
- 메모리가 충분하고 코어의 개수가 많을 때 유리
GC - Old영역 - Parallel Old GC
- Mark-Summary-Compaction 알고리즘
- 별도로 살아 있는 객체를 식별한다는 점에서 약간 더 복잡한 단계를 거침.
GC - Old영역 - CMS GC(Low Latency GC)
- stop-the-world 시간이 매우 짧다. 모든 애플리케이션의 응답 속도가 매우 중요할때 적합.
- 단점
- 다른 GC 방식보다 메모리와 CPU를 더 많이 사용
- Compaction 단계가 기본적으로 제공되지 않는다.
GC - Old영역 - G1 GC
- 장기적으로 말도 많고 탈도 많은 CMS GC를 대체.
- 어떤 GC 방식보다도 빠르다.
