출처1 : https://www.youtube.com/watch?v=UzaGOXKVhwU&ab_channel=%EC%9A%B0%EC%95%84%ED%95%9CTech
출처2 : https://www.artima.com/insidejvm/ed2/jvm8.html
출처3 : https://ict-nroo.tistory.com/19

JVM & JVM Heap

1. JVM 이란?

1) JVM 이전

자바 이전 개발에 주로 사용한 c/c++ 경우 컴파일 시 플랫폼에 의존성을 가진다.
플랫폼 : os + cpu
os : system call interface 가 os 마다 다르다.
cpu : 인스트럭션 아키텍처가 cpu 마다 다르다.
→ byte code representation 이 플랫폼 마다 다르게 나온다.
타겟 플랫폼이 다를 경우 프로그램이 동작하지 않는다.
크로스 컴파일 : 리눅스 에서 컴파일 한 것은 윈도우즈 에서 실행이 안된다.
→ 리눅스에서 윈도우즈를 타겟으로 컴파일을 한다.

2) JVM (Java Virtual Machine)

자바가 릴리즈 되던 당시 네트워크의 발전으로, 네트워크를 통해 연결된 디바이스에 프로그램을 전달하면
모든 디바이스에서 동작하는 것이 필요했었다.
자바는 플랫폼에 의존하지 않도록 설계했다.

3) 자바의 큰그림

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이 구조대로 자바스크립트가 브라우저에서 동작한다.

4) 자바 코드가 실행되기 까지

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2. JVM Heap 구조

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method area : class loader 가 class 파일을 읽어 왔을때, 클래스에 있는 정보들을 파싱해서 method area 에 저장한다.
static 키워드가 붙은 변수들도 여기에 저장된다.
class area, code area, static area 로 불려지며, 클래스들을 로더로 읽어 클래스 별로 상수 풀, 필드 데이터, 메소드 데이터
메소드 코드, 생성자 코드 등으로 분류해 저장한다.
heap : 프로그램을 실행하며 생성되는 모듈 객체를 heap 에 저장한다.
program counter : 각 스레드는 메서드를 실행하고 있고, program counter 는 그 메서드 의 몇 번째 byte code 를 실행햐아 하는지 기억한다.
stack : 스레드 별로 1 개씩 존재한다. 스택 프레임은 스레드가 호출될 때마다 생성되어 스택에 쌓이고 메서드 실행이 끝나면 스택 프레임은 pop 되어 스택에서 사라진다.
stack frame : 바이트코드 실행에 필요한 것들이 저장되어 있다. local variable array, operand stack, frame data, 이전 스택 프레임에 대한 정보 등이 들어있다.
그리고 frame data 에는 constant pool 에 대한 참조, 메소드 실행 중 예외 처리(catch)를 위한 예외 테이블에 대한 참조 그리고 메서드 반환 정보가 들어있다.
native method stack : 성능 향상을 위해 자바 바이트코드가 아닌 c, c++ 로 작성된 코드를 컴파일해서 사용하는 경우, 그 메서드를 실행하기 위한 정보가 저장되어 있다.

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3. JVM 의 GC

1) GC

Mark & Sweep & Compact

mark : GC 가 stack 의 모든 변수를 스캔하며 각각 어떤 객체를 참조하는지 찾아서 마킹한다.
reachable object 가 참조하고 있는 객체를 찾아서 마킹한다.
sweep : 마킹되지 않은 객체를 Heap 에서 제거한다.
compact : 제거한 후 남은 객체를 모아 메모리 fragment 를 줄인다.