JAVA란? 자바의 구동 원리 (JVM의 특징)

자바는 객체 지향적 프로그래밍 언어 !!

 

자바 프로그램의 구동원리

 

1. 소스코드를 작성한다 (.java 확장자의 소스파일)

2. 컴파일러(java.exe)가 바이트코드로 변환한다. (.class 확장자의 클래스 파일)

3. 런처(java.exe)로 자바 가상머신(JVM)을 구동시킨다.

4. 자바 가상머신(JVM)이 바이트코드를 해석하며 자바 프로그램이 실행된다.

( * bytecode는 자바 가상 머신이 읽을 수 있는 언어로 변환된 코드. JVM만 설치 되어 있으면 bytecode는 어떤 운영체제에서라도 실행될 수 있다. )

 

 

 

자바 가상 머신(JVM) 

 

* 구성 요소 

1. 클래스 로더(Class Loader)

 : 필요한 클래스 파일을 찾고 동적으로 로드하여 실행 시에 클래스를 사용할 수 있도록 한다. 로드된 클래스는 JVM의 메모리 영역에 저장된다.

2. 실행 엔진(Execution Engine)

 : 바이트 코드를 기계어로 변환하고, 이를 실행하여 프로그램을 실행한다.

3. 메모리 영역(Memory Areas)

 : Java 프로그램의 실행과 관련된 데이터와 자원을 저장한다. 주요한 메모리 영역으로는 메서드 영역(Method Area), 힙(Heap), 스택(Stack), PC 레지스터(Program Counter Register), 네이티브 메서드 스택(Native Method Stack)이 존재한다

  - 메서드 영역 : 클래스 정보, 상수 풀(Constant Pool), 메서드 코드 등의 정보를 저장.

  - 힙 : 동적으로 생성된 객체와 배열을 저장. 가비지 컬렉션은 힙에서 불필요한 객체를 자동으로 정리함.

  - 스택 : 메서드 호출과 관련된 데이터를 저장. 

 

* 특징

- 스택 기반의 가상 머신

-  모든 기본 타입의 정의를 명확히 함으로써 플랫폼 독립성 보장

- JVM은 가비지 컬렉션(Garbage Collection)을 통해 자동으로 메모리를 관리

- JVM은 Java의 큰 장점인 이식성, 자동 메모리 관리, 안정성 및 풍부한 라이브러리 생태계를 제공하지만

실행 속도, 메모리 사용량, 시작 시간 및 리소스 관리와 같은 일부 단점이 존재한다.

 

 

 

왜 자바 가상 머신(JVM) 구조를 알아야 하는가?

 

시스템의 성능을 높이기 위해 자바 가상 머신의 구성과 메모리를 아는 것은 자바 개발자로서 필수적인 일이다.

특히나 메모리는 사용할 수 있는 공간이 한정되어 있기에 어떻게 관리하느냐에 따라 프로그램의 성능이 좌우된다. 

따라서, 메모리를 효율적으로 사용하기 위해서는 메모리의 구성과 각 특징에 대해서 이해할 필요가 있다.