[백기선 자바] JVM은 무엇이며 자바 코드는 어떻게 실행하는 것인가

[자바 라이브 스터디] 1주차 - JVM은 무엇이며 자바 코드는 어떻게 실행하는 것인가

• 목표) 자바 소스 파일(.java)을 JVM으로 실행하는 과정 이해하기.
1주차 과제: JVM은 무엇이며 자바 코드는 어떻게 실행하는 것인가.

1. JVM이란 무엇인가

• 정의) Java Virtual Machine
• 자바 프로그램을 실행시켜주는 프로그램

• 특징)
• WORA(Write Once, Run Anyware)
• JVM이 자바 프로그램과 운영체제 사이에서 인터페이스 역할을 수행함
• JVM을 통해 자바 프로그램을 OS나 장비에 구애받지 않고 사용 가능
• Garbage Collection
• 프로그램에서 더 이상 사용되지 않는 부분을 찾아내 메모리에서 제거함으로써 메모리 관리를 하는 프로세스
• 자바 프로그램의 메모리 관리를 JVM이 도맡아 해줌.
• 이때 메모리 관리 프로세스에 Garbage Collection 프로세스가 쓰임

2. 컴파일 하는 방법

• 정의) 고급언어로 작성된 소스코드를 컴퓨터가 이해할 수 있도록 기계어로 변환하는 과정
• .java 파일을 .class 파일로 변환하는 과정

• 방법) IDE 안 쓰고 직접 Java compiler 실행해보기
1. JDK 설치해서 Java compiler 설치하기
• Java compiler : bin 폴더 안에 javac
2. 자바 소스코드 작성 (.java 파일)
3. 터미널에서 작성한 자바 소스코드가 있는 디렉토리로 이동
4. javac 소스코드파일이름 터미널에 입력 (예: javac HelloWorld.java)
• .class 파일이 생성됨

3. 실행하는 방법

• 방법)
1. 터미널에서 작성한 자바 소스코드가 있는 디렉토리로 이동
2. java 클래스이름 터미널에 입력 (예: java HelloWorld)

• 참고
[자바 뉴스 라이브] 2020/11/14, 자바 스터디 1주차
한주간의 주요 자바 관련 소식을 살펴봅시다.

https://www.youtube.com/watch?v=T7NyR5UvyYo&list=PLfI752FpVCS96fSsQe2E3HzYTgdmbz6LU&index=2

[Backend] JVM warm up / if(kakao)dev2022
Java 어플리케이션은 시작과정에서 성능을 보장하기 위한 warm up 과정이 필요합니다. 이 세션에서는 JVM warm up이 성능에 어떻게 도움이 되는지 그리고 이와 관련된 jit comipler의 내부 절차를 소개합니다. 또한 카카오 T 계정 서버를 배포하는 과정에서 발생한 초기 응답 지연 문제를 어떻게 해결하였는지를 함께 말씀드리려고 합니다. #성능 카카오모빌리티에서 백엔드엔지니어 역할을 맡고 있는 그렉입니다. 저는 주로 Python으로 개발하는 것을 좋아하는데요, 최근에는 Java를 활용한 백엔드 개발과 React를 활용한 프론트엔드 개발에도 관심이 많습니다. ifkakaodev2022에 대한 자세한 정보는 👉 https://if.kakao.com ifkakaodev2022에 대한 문의는 👉 if@kakaocorp.com #카카오 #이프카카오 #개발자컨퍼런스 #기술 #개발 #ifkakao2022 #ifkakaodev2022

https://www.youtube.com/watch?v=utjn-cDSiog

스터디에서 배운 내용

• Java 응용프로그램은 JVM하고만 통신함. JVM이 OS한테 전달해줌
• Java 어플리케이션은 OS에 종속적 X , JVM은 OS에 종속적 O

• javac HelloJava.java → HelloJava.class 생김
• 이를 OS에 특화된 거로 변환해 실행함

• JVM에 엄청 많은 JVM 구현체들 있음.
• JVM 표준 정해져 있고 이를 구현하는 회사들 많음 : JVM 벤더(오라클, 아마존, Azul 등)

• JVM : 스택 기반의 해석 머신
• JVM 인터프리터의 기본 로직 : 평가 스택 이용해 중간값들 담아두고 가장 마지막에 실행된 명령어와 독립적으로 프로그램 구성하는 옵코드를 하나씩 순서대로 처리하는 while 루프 안의 switch문

• javap 옵션 : 역어셈블

• 실제로 유저가 작성한 클래스 실행되는데 진입점이 main 클래스가 됨

• 자바의 세가지 클래스 로더
• 자바 버전에 따라 이름 많이 바뀜
• 부트스트랩 클래스로더
• 확장 클래스로더 (플랫폼 클래스로더)
• 애플리케이션 클래스로더

• 부트스트랩 클래스로더가 자바 런타임 코어 클래스 로드함
• 부트스트랩 클래스 로더의 주 임무는 다른 클래스로더가 나머지 시스템에 필요한 클래스를 로드할 수 있게 최소한의 필수클래스만 로드하는 것

• 바이트코드
• 특정 컴퓨터 아키텍처에 특정하지 않은 중간 표현형

• AOT 컴파일과 JIT 컴파일 비교
• AOT
• 정의) 소스코드를 컴파일러에 넣고 실행 가능한 기계어로 뽑아내는 과정
• 특징)
• 최적화할 기회가 한 번 뿐임
• 이해하기 쉬움
• 특정 프로세스만 이해 가능 (확장성 문제 있음)
• 목표) 프로그램 실행할 플랫폼과 프로세서 아키텍처에 딱 맞는 실행 코드 얻는 것
• JIT
• 정의) 런타임에 프로그램을 고도로 최적화한 기계어로 변환하는 기법
• 특징)
• 새로 릴리즈할 때마다 새로운 프로세스 기능에 대한 최적화 코드 추가 가능

• JDK과 JRE의 차이
• JRE : JVM + 라이브러리
• JDK : JRE + 개발툴