[Java] JVM

java 프로그램 실행 방법

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컴파일

[name].java -> [class name].class

javac [name].java

컴파일 결과물인 class 파일은 자바 바이트코드이다.

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실행

java [class name].class

자바 바이트코드는 JVM으로 실행된다.

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자바 바이트코드

확장자는 .class
기계어가 아니라 OS는 이를 해석할 수 없다.
JVM이 OS가 이를 실행할 수 있게 기계어로 번역해준다.

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JVM (Java Virtual Machine; 자바 가상 머신)

다양한 OS 위에서 자바 바이트코드를 실행할 수 있게 해주는 역할.
JVM을 한 번 더 거치기 때문에 네이티브 언어 보다 속도가 더 느리지만
JVM이 자바 바이트코드와 OS와 사이의 통역 역할을 하기 때문에 자바는 OS에 독립적이다.

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JVM 구성 요소

Class Loader (클래스 로더)

JVM 내로 클래스를 로드.
Runtime Data Areas에 바이트코드를 배치한다.

Runtime Data Area

영역설명

Method Area	모든 쓰레드가 공유. JVM 시작시 생성됨. 바이트코드 저장되는 곳. 클래스, 인터페이스, 메소드, 변수, static 변수.
Heap	모든 쓰레드가 공유. 동적으로 생성된 객체가 저장됨. GC 대상 공간.
Stack	쓰레드 당 하나. 지역변수, 매개변수 저장됨. 해당 메소드 종료 시 메모리 공간도 삭제됨.
PC Register	쓰레드 시작 시 생성됨. 현재 수행중인 JVM 명령어 주소를 저장. 쓰레드가 어떤 부분을 어떻게 수행할지 저장.
Native Method Stack	java 외 다른 언어(C, C++ 등)로 작성된 코드를 위한 공간. JNI(Java Native Interface)를 통해 호출하는 코드를 수행하기 위한 공간.

Execution Engine (실행 엔진)

Class Loader에 의해 Runtime Data Areas에 배치된 바이트코드를 실행한다.
자바 바이트코드는 기계어가 아니기에 실행 엔진은 이를 기계어로 변경한다.

• Interpreter
  자바 바이트코드를 명령어 단위로 실행. 한 줄 씩 실행하기 때문에 느리다.

• JIT 컴파일러
  JIT = Just In Time (런타임 시 컴파일)
  인터프리터의 느리다는 단점을 보완하기 위한 컴파일러.
  반복적으로 나오는 코드를 네이티브 코드로 바꾼 후 다음부터는 이를 실행하기 때문에 속도가 빠르다.

• GC(Garbage Collector)
  Heap 메모리 관리. = 동적 메모리 관리.
  메모리 할당, 사용하지 않는 메모리 삭제.

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JRE, JDK

JRE (Java Runtime Environment; 자바 실행 환경)

자바 어플리케이션을 실행하기 위한 환경 제공.
실행하기 위한 최소한의 환경만 제공하기 때문에 새 자바 어플리케이션을 작성하는데는 부적합하다.

JDK (Java Development Kit; 자바 개발 도구)

JRE + JAVA API/Compilier/Tool
JRE를 포함하기 때문에 자바 어플리케이션을 실행할 수 있고,
개발 도구도 포함되기 때문에 새 자바 어플리케이션을 작성 & 컴파일 할 수 있다.