자바 프로그램이 실행되는 흐름
실행 흐름
1. 컴파일
- 개발자가 작성한
.java 파일은 JDK에 포함된 java compiler를 통해 컴파일 됨 - 그럼 JVM이 이해할 수 있는
.class 바이트 코드로 변환됨
2. JVM에서의 실행
- 클래스 로더가 바이트 코드를 JVM 메모리에 동적으로 로드
- 로딩, 링킹, 초기화 단계를 거치고 로드된 바이트 코드는 Method Area에 저장됨
- 실행 엔진(인터프리터, JIT 컴파일러)를 통해 바이트 코드를 기계어로 변환하여 실행
클래스 로더의 바이트 코드 동적 로드
- 프로그램이 실행될 때 모든 클래스를 한꺼번에 로드하는 것이 아니라, 런타임 시점에 필요한 클래스만 로드
- 인스턴스 생성, static 메서드나 변수 사용, static 변수에 값을 할당할 때
- 불필요한 클래스 로드를 방지하여 메모리를 효율적으로 사용할 수 있음
로딩, 링킹, 초기화
로딩
- 로딩(Loading)은 클래스 로더가
.class 파일을 열어 JVM 메모리에 로드하는 단계 - 로드된 클래스는 Method Area에 저장됨
링킹
- 링킹(Linking)은 로드된 클래스가 실행될 수 있도록 준비하는 단계이며 세 가지의 과정으로 이루어짐
- Verification :
.class 파일이 구조적으로 올바른지 확인 - Preparation : static 변수를 메모리에 할당하고 기본값으로 초기화
- Resolution : 런타임 상수 풀에 있는 심볼릭 레퍼런스를 실제 메모리 레퍼런스로 교체
초기화
- 초기화(Initialization)는 static 변수를 사용자가 지정한 값으로 초기화하고 static 블록을 실행하는 단계
실행 엔진이 바이트 코드를 기계어로 변환 시 인터프리터와 JIT 컴파일러를 함께 사용하는 이유
- JVM은 인터프리터와 JIT 컴파일러를 모두 사용하여 초기 실행 속도와 높은 반복 실행 성능을 동시에 달성함
인터프리터
- 바이트 코드를 한 줄씩 읽어서 실행하는 방식이기 때문에 초기 실행 속도가 빠름
- 하지만 같은 코드가 반복적으로 실행될 경우 매번 해석해야 해서 성능이 저하됨
- 초기 JVM은 인터프리터만 사용했지만, 이러한 단점을 보완하기 위해 JIT 컴파일러가 도입됨
JIT 컴파일러
- 자주 실행되는 메서드를 네이티브 코드로 변환하여 캐싱 → 반복 실행 시 인터프리터보다 훨씬 빠르게 실행 가능
- 하지만 JIT 컴파일 과정 자체에 시간이 소요되기 때문에 초기 실행 시 오버헤드가 발생할 수 있음