[자바 CS지식] 자바 JVM 구조

자바 JVM 구조: 프로그램 실행의 핵심

안녕하세요, 여러분! 오늘은 자바 프로그램이 동작하는 핵심 부분인 자바 가상 머신(JVM)의 구조에 대해 알아보려고 합니다. JVM은 자바 언어로 작성된 프로그램을 실행하기 위한 핵심 환경을 제공하며, 그 안에서 어떤 일이 일어나는지 살펴보도록 하겠습니다.

 

JVM 구조

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1. 클래스 로더 (Class Loader)

자바 애플리케이션은 여러 클래스로 이루어져 있습니다. 클래스 로더는 컴파일된 자바 클래스 파일을 읽어들여 JVM이 이해할 수 있는 형태로 메모리에 로딩합니다. 이는 프로그램의 시작 단계로, 클래스들을 사용 가능한 상태로 만들어줍니다.

2. 메모리 영역 (Memory Area)

JVM은 메모리를 여러 영역으로 나눠 효과적으로 관리합니다.

• 메소드 영역(Method Area): 클래스 수준의 정보(클래스 이름, 메소드, 변수)가 저장됩니다.
• 힙(Heap): 동적으로 할당된 객체와 배열이 저장되는 영역입니다.
• 스택(Stack): 메서드 호출과 관련된 지역 변수, 부분 결과값, 호출 스택이 저장됩니다.
• PC 레지스터(Program Counter Register): 현재 스레드가 실행 중인 부분의 주소를 저장합니다.
• 네이티브 메서드 스택(Native Method Stack): 자바 외의 언어로 작성된 네이티브 코드를 위한 스택입니다.

메모리 구조

3. 실행 엔진 (Execution Engine)

실행 엔진은 클래스 로더를 통해 메모리에 로딩된 바이트 코드를 해석하고 실행합니다. JIT(Just-In-Time) 컴파일러를 사용하여 바이트 코드를 네이티브 코드로 변환하여 실행 속도를 향상시킵니다.

 

실행엔진 구조

4. 가비지 컬렉터 (Garbage Collector)

가비지 컬렉터는 더 이상 사용되지 않는 객체를 자동으로 찾아 제거합니다. 이를 통해 메모리 누수를 방지하고 프로그램의 효율성을 유지합니다.

5. JNI 인터페이스 (Java Native Interface)

JNI 인터페이스는 자바 애플리케이션이 네이티브 라이브러리와 상호 작용할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공합니다.

6. 네이티브 메서드 라이브러리 및 인터페이스

JVM은 JNI를 통해 호출되는 네이티브 메서드가 구현된 라이브러리와 네이티브 메서드 인터페이스를 포함합니다.

 

네이티브 메소드

 

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자바 가상 머신은 이러한 구조를 통해 자바 프로그램을 실행하며, 이를 통해 자바의 특징인 플랫폼 독립성과 메모리 관리를 실현합니다. 이제 여러분도 JVM의 핵심 구조에 대해 조금 더 알게 되셨을 것입니다. 감사합니다!