자바에 대하여

<자바의 정석 3판>을 기본으로 배운 내용입니다.

1. 자바언어의 특징

운영체제에 독립적이고, JVM에 종속적이다. "write once, run anywhere"
객체지향언어이다.
Garbage collection이 자동적으로 메모리를 관리해준다.
네트워크와 분산처리 자원 : 다양한 네트워크 프로그래밍 라이브러리(JavaAPI)를 통해 비교적 짧은 시간에 네트워크 관련 프로그램을 쉽게 개발할 수 있다.
멀티스레드 지원 : 일반적인 멀티스레드 지원은 운영체제에 따라 구현방법과 처리방식이 상이하지만, 자바의 멀티스레드 프로그램은 시스템에 상관없이 구현이 가능하고, JavaAPI가 제공되어 구현이 쉽다. 또 여러 스레드의 스케쥴링을 자바 인터프리터가 담당한다.
동적 로딩 지원 : 실행시에 모든 클래스가 로딩되지 않고, 필요한 시점에 로딩할 수 있다.

VM은 자바를 실행하기 위한 가상 기계로, 가상 컴퓨터라고 이해하면 된다.

2-1) JVM구성

Java Compiler : 자바 소스(.java)코드를 바이트 코드(.class)로 변환하는 역할
Class Loader : JVM내로 클래스(.class파일)를 로드하고, 링크를 통해 배치하는 작업을 수행하는 모듈
Runtime Data Areas : JVM이라는 프로그램이 운영체제 위에서 실행되면서 할당받는 메모리 영역
Native Method Interface(JNI) : JVM에 의해 실행되는 코드 중 네이티브로 실행하는 것이 있다면 해당 네이티브 코드를 호출하거나 호출될 수 있도록 만든 일종의 프레임워크
Native Method Libraries : 네이티브 메소드 실행에 필요한 라이브러리들
Garbage Collection(GC) : Java Application에서 사용하지 않는 메모리를 자동으로 수거하는 기능
Execution Engine(실행 엔진) : 자바 바이트코드를 실제로 JVM내부에서 기계가 실행할 수 있는 형태(기계어)로 변경하여 클래스를 실행시키는 모듈

※ 바이트 코드를 기계어로 변경하는 2가지 방식

Interpreter : 명령어를 그때그때 한줄씩 해석해서 실행해 속도가 느리다.
JIT(Just-In-Time) compiler : 인터프리토의 단점(성능, 속도 등)을 보완해서 도입된 방식으로, 적정한 시간에 전체 받이트 코드를 기계어로 변경한다.

2-2) JVM의 메모리 구조

① 프로그램이 실행되면 JVM은 OS로부터 이 프로그램이 필요로 하는 메모리를 할당받는다. JVM은 이 메모리를 용도에 따라 여러 영역으로 나누어 관리한다.

② 자바 컴파일러(javac)가 자바 소스코드(.java)를 읽어들여 자바 바이트코드(.class)로 변환시킨다.

③ Class Loader를 통해 class파일들을 JVM으로 로딩한다.

④ 로딩된 class파일들은 Execution engine을 통해 해석된다.

⑤ 해석된 바이트코드는 Runtime Data Areas에 배치되어 실질적인 수행이 이루어지게 된다. 이러한 실행과정 속에서 JVM은 필요에 따라 Thread Synchronization과 GC같은 관리작업을 수행한다.