[Java] JVM 메모리 관리

메모리는 크게 코드, 데이터, 스택, 힙으로 구별된다. 어떠한 변수인지에 따라 메모리 내에서 저장되는 위치가 다른데 먼저 변수의 종류부터 알아보도록 하자

 

선언 위치에 따른 변수의 종류

변수의 종류	선언 위치	생성 시기
클래스 변수	클래스 영역	클래스가 메모리에 올라갈 때
인스턴스 변수		인스턴스가 생성되었을 때
지역 변수, 매개 변수	클래스 영역 이외의 영역 (메서드, 생성자, 초기화 블럭 내부)	변수 선언문이 수행되었을 때

class Circle {
	static int pi = 3.14; // 클래스 변수
	int radius; // 인스턴스 변수
    
    void method1() {
    	int localVariable; // 지역 변수
    	System.out.println("World!");
    }
    
	void method2(int arg) { // arg - 매개변수
    	System.out.println("World!");
    }
}

main() - method1() - method2() 순서대로 실행시켰을 때 메모리 구조는 다음과 같다. 

JVM 메모리 구조

추가적으로 힙 메모리 영역에 대해 설명하자면 Garbage Collection (GC) 란 더 이상 사용하지 않는 메모리를 반환하는 것이다. 

 

다음 코드를 살펴보자.

class Main {
	public staic void main(String[] args) {
    	Circle c1 = new Circle();
        Circle c2 = new Circle();
        
        c1 = c2;
    }
}

c1 과 c2 모두 힙 메모리에 저장된 인스턴스의 주소를 가진다.

 

c1 = c2 를 실행시키면 c1 에 c2의 메모리 주소가 저장되게 된다. 따라서 c1 주소를 통해 가리키던 c1 인스턴스는 의미 없어지며 쓰이지 않게 된다. 이를 JVM이 항상 관리하여 불필요한 메모리는 해제를 시킨다. 

 

❗프로세스 메모리 구조와 커널 메모리 구조는 다르다

• 프로세스 : 코드, 데이터, 스택, 힙
• 커널 : 코드, 데이터, 스택

즉, 커널에는 힙 메모리가 존재하지 않는다. 

 

그 이유는 커널은 메모리를 관리하는 인터페이스 그 자체이기 때문이다. 메모리를 관리하기 위해 쓰이는 인터페이스이기 때문에 커널 그 자체는 힙 메모리 영역이 없다.

 

(쉽게 생각하면, 유저 프로세스의 힙 메모리를 관리하는게 커널인데, 커널 자체의 힙 메모리는 누가 관리하는가? 없다!)

 

심화! 좀 더 어려운 코드로 살펴보기

public class Person {
    int age;
    String name;

    public Person(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public void sayName(String prefix) {
        System.out.println(prefix + name);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    	int age = 12;
        String name = "John";
        Person person = new Person(age, name);
        person.sayName("Hello ");
    }
}

main() 메소드 - sayName() 호출 전

1. main() 메소드 실행

stack 에는 지역변수가 저장되며 age, name, person 변수가 해당된다. 원시 타입이라면 그 자체로 값을 저장하면 되지만 객체 타입이라면 heap 에서 참조되어한다. 따라서 객체 타입의 지역 변수에는 주소값이 저장된다. 

 

sayName()

2. sayName() 메소드 실행

인수 (지역변수) 가 주소값으로 저장되고 heap memory 에 "hello" 객체가 생성된다.

 

 

참고

https://www.baeldung.com/java-stack-heap