[JAVA] JVM

This is JAVA :)

JVM이란?

JVM(Java Virtual Machine, 자바 가상 머신)은 자바 바이트 코드를 실행할 수 있는 주체이다.

프로그램이 실행되면 OS에서 JVM에 메모리를 할당한다.
JVM은 할당받은 메모리를 용도에 따라 여러 영역으로 나누어 관리한다.
자바 컴파일러(javac)가 자바 소스(.java)를 읽어 자바 바이트코드(.class)로 변환시킨다.
자바 바이트코드를 Class Loader를 통해 JVM 메모리 영역(Runtime Data Areas)으로 로딩한다.
자바 바이트코드는 Execution engine을 통해 해석된다.
해석된 바이트코드는 Runtime Data Areas에 배치되어 실질적인 수행이 이루어진다.
이러한 과정에서 JVM은 필요에 따라 Thread Synchronization과 GC같은 관리 작업을 수행한다.

JVM이라는 프로그램이 OS에서 실행되면서 할당받는 메모리 영역
PC Register, JVM Stack, Native Method Stack은 스레드마다 생성, Heap, Method Area는 모든 스레드가 공유

PC Register
- 레지스터는 스레드마다 생성
- 스레드가 어떤 명령어로 실행되어야 할지를 기록하는 부분으로 현재 수행중인 JVM 명령의 주소를 갖는다.
Stack Area
- 스택은 스레드마다 생성
- 지역변수, 매개변수, 메소드 정보, 연산 중 발생하는 임시 데이터 등을 저장
- 메서드가 호출될 때마다 스택 프레임을 생성
Native Method Stack
- Java가 아닌 다른 언어(바이트코드가 아닌 실제 실행할 수 있는 기계어)로 작성된 코드를 위한 영역
- JNI(Java Native Interface)를 통해 호출하는 C/C++ 등의 코드를 실행
Heap Area
- 모든 스레드가 공유하는 영역
- Runtime에 동적으로 할당되는 데이터가 저장되는 영역 (객체, 배열 등)
- Heap에 할당되는 데이터는 GC의 대상
- JVM 성능 등의 이슈에서 가장 많이 언급되는 영역
Method Area (Class Area, Code Area, Static Area)
- 모든 스레드가 공유하는 영역
- JVM이 시작될 때 생성
- 각 클래스와 인터페이스에 대한 런타임 상수 풀, 필드와 메서드 static 변수, 메서드의 바이트 코드 등을 보관
Runtime Constant Pool
- Method Area 내부에 존재하는 영역
- 어떤 메서드나 필드를 참조할 때 런타임 상수 풀을 통해 해당 메서드나 필드의 실제 메모리상 주소를 찾아서 참조하여 중복을 막는 역할

Java와 다른 언어를 연동하는 솔루션
- Java가 다른 언어로 만들어진 애플리케이션과 상호 작용할 수 있는 인터페이스 제공
- JVM이 원시 메소드(native method)를 적재(locate)하고 수행(invoke)할 수 있도록 한다.
- 운영체제의 고유기능을 Java로 해결하는 것이 아닌 운영체제가 구현된 언어(보통 C, C++)로 운영체제의 고유기능을 만든다.
- JVM이 C, C++로 만들어진 고유 기능, 즉 함수를 Java 메서드와 연결해준다.
JNI를 사용하는 이유
- 1) Java가 Native Code(플랫폼에 종속적인 기계어 코드)에 비해 느리다.
- 2) Java에서 지원되지 않는 OS의 특정 기능
  - OS에서 제공하는 모든 기능을 JVM에서 제공할 수 없기 때문에

참고