[IT 기술 면접] JVM (자바 가상 머신) 이란?

 

이번에는 JVM에 대해 정리할 것이다.

 

 

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▶ JVM 이란?

JVM이란 Java Virtual Machine, 자바 가상 머신의 약자를 따서 줄여 부르는 용어이다.

(가상 머신이란 프로그램을 실행하기 위해 물리적 머신과 유사한 머신을 소프트웨어로 구현한 것)

 

JVM의 역할은 자바 애플리케이션을 클래스 로더를 통해 읽어 들여 자바 API와 함께 실행하는 것이다.

그리고 JVM은 Java와 OS(운영체제) 사이에서 중개자 역할을 수행하여 Java가 OS(운영체제)에 구애받지 않고

독립적으로 작동이 가능하다. 또한 가장 중요한 메모리 관리, Garbage collection(가비지 컬렉션)을 수행한다.

 

 

▶ JVM의 특징

1. 컴파일된 바이트 코드를 기계가 이해할 수 있는 기계어로 변환
2. 스택 기반의 가상 머신
3. 메모리 관리와 GC를 수행

 

▶ JVM 구조와 작동 원리

 

JVM 구조 - (출처는 맨 하단에 기재)

 

JVM의 구조에는 크게 Class Loader, Runtime data areas, Execution Engine, GC 으로 나누어져 있다.

 

Class Loader는 클래스 파일을 Runtime Data Area의 메서드 영역으로 불러오는 역할을 한다.

 

Execution Engine은. class파일과 같은 ByteCode를 실행 가능하도록 해석한다.

 

GC(Garbage Collector)는  메모리 관리 기법 중 하나로, Heap 영역에 배치된 객체들을 관리하는 모듈이다.

 

 

Runtime Data Area는 런타임 시 클래스 데이터와 같은 메타 데이터와 실제 데이터가 저장되는 곳이다.

간단하게 말하자면 프로그램을 수행하기 위해 OS로부터 할당받은 메모리 영역을 의미한다. (Java 메모리 공간)

Runtime Data Area에는

또다시 Method Area, Heap, PC Registers, Java Stacks, Native Method Stacks로 나누어진다.

Runtime Data Area - (출처는 맨 하단에 기재)

※ Java는 멀티 스레드 환경으로 모든 스레드는 Heap, Method Area를 공유한다.

 

 

▷ PC Register

• JVM은 스택 기반의 가상 머신으로, CPU에 직접 접근하지 않고 Stack에서 주소를 뽑아서 가져온다. 가져온 주소는       PC Register에 저장된다.
• 따라서, 현재 어떤 명령을 실행해야 할 지에 대한 기록을 담당

▷ JVM Stacks

• 호출된 메서드의 파라미터, 지역 변수, 리턴 값 및 연산 값 등이 저장되는 영역
• 프로그램 실행 시 임시로 할당되었다가 메서드를 빠져나가게 되면 소멸되는 특성의 데이터들이 저장되는 영역
• 메서드 호출 시마다 스택에 각각의 스택 프레임이 생성되고, 수행이 끝나면 스택 포인트에서 해당 프레임을 제거

▷ Native Method Stacks

• Java 이외의 언어에 제공되는 Method의 정보가 저장되는 공간 / Java Native Interface를 통해 바이트 코드로 저장
• Kernel이 자체적으로 Stack을 잡아 독자적으로 프로그램을 실행시키는 영역

▷ Heap

• GC(가비지 컬렉션)의 대상이 되는 영역
• 객체를 동적으로 생성하게 되면 인스턴스가 Heap 영역의 메모리에 할당된다.
• 단, 레퍼런스 변수의 경우, Heap에 인스턴스가 저장되는 것이 아닌 포인터가 저장된다.

▷ Method Area

• 클래스 정보를 처음 메모리에 올릴 때 초기화되는 대상을 저장하기 위한 영역
• 올라가는 정보는 다음과 같다.

 

Field Information

• 멤버 변수에 대한 정보 (이름, 타입, 접근 지정자 등)

Method Information

• 메서드에 대한 정보 (이름, 리턴 타입, 파라미터, 접근 지정자 등)

Type Information

• Class 인지 Interface 인지 혹은 Type의 속성, 이름, super class의 이름 등
• 또한 Method Area에는 상수형을 저장하고 중복을 막는 Runtime Constant Pool이 존재

 

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[출처 및 참고 문헌]

 

 

https://asfirstalways.tistory.com/158

#자바가상머신, JVM(Java Virtual Machine)이란 무엇인가?

 

https://github.com/ssafy-tech-concert/ssafy-tech-concert/blob/master/Computer-Science/JVM_memory_and_GC.md#2

GitHub - ssafy-tech-concert/ssafy-tech-concert: 🛠 SSAFY 테크 콘서트 (SSAFY Tech Concert)

 

 

https://github.com/GimunLee/tech-refrigerator/blob/master/Language/JAVA/JVM%20%26%20%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC%EA%B5%AC%EC%A1%B0.md#jvm--%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EA%B5%AC%EC%A1%B0

GitHub - GimunLee/tech-refrigerator: 🍰 기술 냉장고입니다. 🛒 기술 면접 , 전공 시험 , 지식 함양 등 분