[TIL]240704 자바 메모리 구조

공부한 내용

자바 메모리 구조

• 자바의 메모리 구조는 크게 메서드 영역, 스택 영역, 힙 영역 3개로 나눌 수 있다.
• 메서드 영역 : 클래스 정보를 보관한다. 이 클래스 정보가 붕어빵 틀이다.
• 스택 영역 : 실제 프로그램이 실행되는 영역이다. 메서드를 실행할 때 마다 하나씩 쌓인다.
• 힙 영역 : 객체(인스턴스)가 생성되는 영역이다. new 명령어를 사용하면 이 영역을 사용한다.
• 메서드 영역(Method Area) : 메서드 영역은 프로그램을 실행하는데 필요한 공통 데이터를 관리한다. 이 영역은 프로그램의 모든 영역에서 공유한다.
  • 클래스 정보 : 클래스의 실행 코드(바이트 코드), 필드, 메서드와 생성자 코드 등 모든 실행 코드가 존재한다.
  • static 영역 : static 변수들을 보관한다.
  • 런타임 상수 풀 : 프로그램을 실행하는데 필요한 공통 리터럴 상수를 보관한다. 예를 들어서 프로그램에 "hello" 라는 리터럴 문자가 있으면 이런 문자를 공통으로 묶어서 관리한다. 이 외에도 프로그램을 효율적으로 관리하기 위한 상수들을 관리한다.
• 스택 영역(Stack Area) : 자바 실행 시, 하나의 실행 스택이 생성된다. 각 스택 프레임은 지역 변수, 중간 연산 결과, 메서드 호출 정보 등을 포함한다.
• 힙 영역(Heap Area) : 객체(인스턴스)와 배열이 생성되는 영역이다. 가비지 컬렉션(GC)이 이루어지는 주요 영역이며, 더 이상 참조되지 않는 객체는 GC에 의해 제거된다.

스택과 큐 구조

Stack

• 스택(Stack)의 사전적 정의는 ‘쌓다’, ‘더미’로 접시 스택처럼 접시를 쌓아놓은 것을 말한다. 즉, 상자에 물건을 쌓아 올리듯이 데이터를 쌓는 자료구조라고 할 수 있다.
• 스택은 마지막에 저장한 데이터를 가장 먼저 꺼내게 되는 구조 특징이 있는데, 이러한 자료의 구조를 LIFO(Last In First Out) 구조라고 한다.
• 함께 많이 사용되는 Queue(큐)의 경우 먼저 추가된 데이터가 먼저 나오는 FIFO(First In First Out) 동작을 갖는 것과 비교된다.

Queue

• Queue의 사전적 의미는 무엇을 기다리는 사람, 차량 등의 줄 혹은 줄을 서서 기다리는 것을 의미한다. 이처럼 줄을 지어 순서대로 처리되는 것이 큐라는 자료구조로 데이터의 추가와 삭제를 순서대로 처리한다.
• 큐는 데이터를 일시적으로 쌓아두기 위한 자료구조로 스택과는 다르게 FIFO(First In First Out)의 형태이다. FIFO 형태는 뜻 그대로 먼저 들어온 데이터가 가장 먼저 나가는 구조를 말한다.

→ 큐의 맨 끝에서 데이터를 추가하고(Enqueue) 큐의 맨 앞에서는 데이터가 삭제(Dequeue)된다.

→ 프로그램 실행과 메서드 호출에는 스택 구조가 적합하다.

스택 영역

• 스택 영역이 사용되는 경우이다.

package memory;
public class JavaMemoryMain1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main start");
        method1(10);
        System.out.println("main end");
    }
    static void method1(int m1) {
        System.out.println("method1 start");
        int cal = m1 * 2;
        method2(cal);
        System.out.println("method1 end");
    }
    static void method2(int m2) {
        System.out.println("method2 start");
        System.out.println("method2 end");
    }
}

정리

• 자바는 스택 영역을 사용해서 메서드 호출과 지역 변수(매개변수 포함)를 관리한다.
• 메서드를 계속 호출하면 스택 프레임이 계속 쌓인다.
• 지역 변수(매개변수 포함)는 스택 영역에서 관리한다.
• 스택 프레임이 종료되면 지역 변수도 함께 제거된다.
• 스택 프레임이 모두 제거되면 프로그램도 종료된다.

스택 영역과 힙 영역

• 스택 영역과 힙 영역이 함께 사용되는 경우이다.

package memory;
public class Data {
    private int value;
    public Data(int value) {
        this.value = value;
    }
    public int getValue() {
        return value;
    }
}

package memory;
public class JavaMemoryMain2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main start");
        method1();
        System.out.println("main end");
    }
    static void method1() {
        System.out.println("method1 start");
        Data data1 = new Data(10);
        method2(data1);
        System.out.println("method1 end");
    }
    static void method2(Data data2) {
        System.out.println("method2 start");
        System.out.println("data.value=" + data2.getValue());
        System.out.println("method2 end");
    }
}

 

 

 

참고 자료

- 인프런 강의