JVM-Runtime data area

Runtime Data Area는 JVM이 프로그램을 수행하기 위해 OS로부터 할당받는 메모리영역.
WAS의 성능에 문제가 발생했을 때, 대부분 이 영역들이 원인이 된다.(Memory Leak 혹은 GC)

Rumtime Data Area는 다섯가지로 구분.

좌측 3개의 영역은 Thread별로 생성되고 우측 2개의 영역은 모든 Thread가 공유한다. Method Area와 Heap Area는 모든 스레드에서 접근 가능하고 프로그램의 시작부터 종료 될 때까지 메모리에 남아 어디에서든지 사용가능.

Method Area

클래스 로더가 .class 파일을 읽고, 내용에 맞는 binary데이터를 생성한 뒤, 메모리의 Method영역에 저장(MetaSpace)
클래스가 로드 되는 시점은 해당 클래스가 사용되기 위해 호출되는 시점.
JVM이 종료될때까지 유지.

Method Area에 저장되는 목록

1. Type Information : 클래스와 인터페이스의 정보
   1-1. Type 명 : Package name + Class name
   1-2. Type의 종류 : Type이 Class인지 Interface인지에 대한 정보
   1-3. Type의 제어자 : 접근 제어자(public, private, default ..), 그외 제어자(abstract, final 등)
   1-4. 연관된 Interface 정보 : 사용된 Interface 정보
2. Runtime Constant Pool : Type의 상수 정보를 저장하는 Pool. 각 상수로는 인덱스를 통해 접근 가능 2-1. Type, Field, Method로 접근하기 위한 Reference 정보 - 객체 접근을 위해 필요
   2-2. Privarity Type 뿐아니라, String 객체, 레퍼런스 타입이 가진 주소 값도 상수 풀로 관리.

[ #n ] 은 상수풀의 n번 인덱스에 접근하는 바이트코드이다.
[ #2 = 상수타입 상수값 ]으로 상수풀의 특정 인덱스에 상수 값을 등록 할 수 있다.

 

1. Field Information : 인스턴스 변수의 정보를 저장(Type명, 제어자)
2. Method Information : 메서드의 모든 정보를 저장(Method명, 반환 타입, parameter수와 타입정보, 외 필요한 메서드에 대한 정보들)
3. Class Variable : static 키워드로 선언된 변수 저장(static 키워드로 선언된 변수 저장, 실제 인스턴스는 Heap에 저장됨)

Heap Area

인스턴스와 배열이 동적으로 생성되는 공간. Garbage Collection의 대상이 되는 영역.
모든 Thread가 공유하기 때문에 동기화 문제가 발생할 수 있다.
Method Area에 로드된 클래스만 생성 가능.
효율적인 GC를 위해 메모리 영역 분리(Eden, Survivor1,2, Old)

Stack Area

• Heap 영역에 생성된 Object 타입의 데이터의 참조값 할당
• 원시타입의 데이터가 값과 함꼐 할당
  • 원시타입의 데이터들에 대해서는 참조값을 저장하는 것이 아닌 실제 값을 stack에 직접 저장
• 지역변수들은 scope에 따른 visibility를 가짐
  • 전역변수가 아닌 지역변수가 foo()라는 함수에서 bar()를 호출했을때 bar()함수가 종료된 경우 bar()함수 내부에서 선언한 모든 지역 변수들은 stack에서 pop되어 사라짐
• 각 Thread는 자신만의 stack을 가짐
  • 스레드 하나가 새롭게 생성되는 순간 해당 스레드를 위한 stack도 함께 생성되며, 각 스레드에서 다른 스레드의 stack영역에는 접근 불가.

메모리 예제

https://inspirit941.tistory.com/294

PC register (Thread별로 1개씩 존재)

프로그램 카운터(Program counter, PC)는 다른 말로는 "명령어 주소 레지스터"라고도 하는데, 다음 번에 수행될 명령어의 주소를 가지고 있는 레지스터이다.
프로그램 카운터는 각 명령어가 인출된 후, 곧 이어질 명령어의 주소를 가리키는 값이 자동적으로 증가된다.

• 거의 무시할 수 있는 작은 메모리 공간. 가장 빠른 저장 공간이기도 하다.
• JVM 사양에서 각 스레드에는 스레드 전용 프로그램 카운터가 있으며 해당 수명 주기는 스레드의 수명 주기와 일치
• 프로그램 카운터는 현재 스레드에서 실행 중인 Java 메소드의 JVM 명령 주소를 저장
• Java Virtual Machine 사양에서 outOtMemoryError 조건을 지정하지 않은 유일한 영역입니다. (GC 없음, OOM)
• PC 레지스터를 사용하여 바이트코드 명령어 주소를 저장하는 용도?

• CPU는 계속해서 쓰레드 사이를 전환해야 하기 때문에 이 시점에서 다시 전환한 후 실행을 계속할 위치를 알아야 함.
• 이를 이용하여 스레드를 돌아가면서 수행할 수 있게함 (Context-switching)

Native Method Stack

자바 외 언어로 작성된 네이티브 코드를 위한 메모리 영역 (JNI)
※ 네이티브 코드 : 메모리가 관리 되지 않는 코드(ex) C언어는 gc가 없음, free명령으로 직접 관리) os에 의해 직접적으로 컴파일 되는 코드
※ managed code : 인터프리터라고 불리우는 다른 프로그램이 반드시 요구 되는 코드, gc가 있음

Native Method Libraries와 연동하여 실행에 필요한 Native Library(C, C++)를 제공하는 인터페이스.
JVM이 C/C++ 라이브러리를 호출하고 하드웨어에 특정한 C/C++ 라이브러리에 의해 호출될 수 있도록 한다.
일반적인 메서드를 실행하는 경우 JVM 스택에 쌓이다가 해당 메서드 내부에 네이티브 방식을 사용하는 메서드가 있다면 해당 메서드는 네이티브 스택에 쌓임