[Java] java 메모리 구조

[Java] Java 메모리 구조

 

안녕하세요. 갓대희 입니다. 이번 포스팅은 [ [Java] 메모리 구조 ] 입니다. : ) 

 

메모리 구조의 공부 필요성

ㆍ메모리 관리 부족으로 서비스 속도 저하에서부터 심하게는 서버 불능 상태에 이르기도 한다.

ㆍ이러한 문제점이 일어나지 않고, 또한 한정된 자원에서 효율적으로 메모리를 사용하여 성능 향상도 가능하다.

 

Method Area (Static Area)

ㆍJVM이 구동될 때 생성되며 모든 스레드가 공유하는 영역.

ㆍJVM 구동 중 사용될 클래스 파일을 읽고 클래스 별로 runtime constant pool(런타임 상수 풀), file data(필드 데이터), method data(메서드 데이터), constructor(생성자) 등을 저장

 

1. 필드 정보 : 멤머변수 이름, 데이터 타입, 접근 제어자 등의 정보

2. 메서드 정보 : 메서드 이름, 리턴타입, 매개변수, 접근제어자 등의 정보

3. 상수 풀(String Constant Pool)

 - Type에서 사용된 상수를 저장하는 곳 (중복이 있을 시 기존의 상수 사용)

 - 문자 상수, 타입, 필드, Method reference도 상수 풀에 저장

 - final class 변수의 경우에도 상수 풀에 값 복사

4. Static 변수

 - 모든 객체가 공유 할 수 있고, 객체 생성없이 접근 가능

5. 프로그램 종료까지 메모리에 상주

6. Static 영역 데이터는 프로그램 시작 ~ 종료시까지 메모리에 남아있다.

 (장점 : 즉 프로그램이 종료될 때까지 어디서든 사용이 가능)

 (단점 : 무분별하게 많이 사용하다 보면 메모리가 부족)

 

 

힙 (heap)

ㆍ객체 배열이 생성되는 영역.

ㆍ해당 영역에 생성된 객체와 배열은 JVM 스택 영역의 변수나 다른 객체의 필드에서 참조한다.

ㆍ만약 참조하는 변수, 필드가 없으면 JVM이 Garbage Collector를 실행하여 해당 객체를 제거한다.

 

1. 객체(인스턴스 - new 연산자로 생성된 객체)가 저장되는 영역

2. 프로그램 실행 중 생성되는 모든 객체는 Heap영역에 동적으로 할당

 - Garbage Collector를 통해 메모리 반환

3. 참조형(Reference Type)의 데이터 타입을 갖는 객체(인스턴스), 배열 등은 Heap 영역에 데이터가 저장된다.

( 실제 데이터가 저장된 Heap 영역의 참조값(reference value, 해시코드 / 메모리에 저장된 주소를 연결해주는 값)을 저장)

 

 

▶ JVM 스택 영역

ㆍJVM 스택 영역은 스레드가 실행될 때 할당된다. (스레드마다 하나씩 존재)

ㆍJVM 스택은 메서드를 호출 시 프레임(Frame)을 추가(Push)하고 메서드가 종료되면 해당 프레임(Frame)을 제거(pop) 한다.

ㆍ실행 순서에 따라 생성되고 소멸된다. (Last In First Out (LIFO))

 

차이점

ㆍ힙(heap) 과 스택(Stack Area)은 프로세스의 모든 스레드에 공유되는 공통영역

ㆍCallStack은 쓰레드 생성시 쓰레드별로 할당되는 쓰레드별 영역

 

 

위 내용을 나름 이해하기 쉽게 정리해보려했으나.... 이정도가 한계 인듯 하다. 

 

 

▶ Java 예제 소스

 

 

▶ 해당 결과

 

 

 

▶ 소스 원문 (테스트 해보기 위해)

public class MyCar { // 객체
	int speed = 0;
	static String makerName = "GodDaeHee"; // 전역변수
	
	public void speedUp(int speedUp){ // 메서드 정보 (메서드 이름, 리턴타입, 매개변수, 접근제어자)
		int defaultSpeedUp = 5; // 지역변수
		speed = speed + defaultSpeedUp + speedUp;
		System.out.println("3. 전역변수 어디서든 호출 가능 : " + makerName); //전역변수 호출
	}
	
	public void speedDown(int speedDown){ // 1-2. 메서드 정보 (메서드 이름, 리턴타입, 매개변수, 접근제어자)
		int defaultSpeedDown = 5; // 지역변수
		speed = speed - defaultSpeedDown - speedDown;
	}
	
	public static void main(String[] args) { // Static영역은 처음부터 메모리에 띄운다.
		MyCar myCar = new MyCar(); //클래스를 객체(인스턴스)화, 메모리에 MyCar를 띄운다.(Heap에 객체 생성)
		MyCar yourCar = new MyCar(); //클래스를 객체(인스턴스)화, 메모리에 MyCar를 띄운다.(Heap에 객체 생성)
		System.out.println("1. 전역변수 호출 : " + makerName); //전역변수 호출
		
		myCar.speed = 10;
		System.out.println("2. 현재 스피드 : " + myCar.speed);
		
		myCar.speedUp(20);
		System.out.println("4. 현재 스피드 : " + myCar.speed);
		
		System.out.println("5. myCar 객체의 주소 :" + myCar); // Heap영역에 저장 된 myCar 객체의 주소 
		System.out.println("6. yourCar 객체의 주소 :" + yourCar); // Heap영역에 저장 된 yourCar 객체의 주소
		
		/* 상수풀 힙 이해 */
		String str1 = "GodDaeHee"; // GodDaeHee 상수풀에 저장
		String str2 = "GodDaeHee"; // GodDaeHee 상수풀에 저장
		String str3 = new String("GodDaeHee"); // 힙영역에 저장
		// str1 == str2 => 상수풀에 저장되어있고 True
		System.out.print("7. str1 == str2 결과? ");
		System.out.println(str1 == str2);
		// str1 == str3 => str3은 힙영역에 저장되어 주소가 다르다. False
		System.out.print("8. str1 == str3 결과? ");
		System.out.println(str1 == str3);
	}
}