[CS] Java 실행 과정

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1. 소스 코드 작성

• 자바 코드로 이루어진. java 파일을 작성
• 인간이 읽을 수 있는 형태

2. 컴파일

• javac 컴파일러를 통해 자바 코드를 바이트 코드로 변환
• 컴파일 과정에서 문법 오류 검사
• JVM이 이해 가능한. class파일 생성 → 플랫폼에 독립적

3. 클래스 로딩

• ClassLoader가 JVM의 메모리 영역에 로드(Runtime Data Area) → Loading, Linking, Initialization 단계로 구성
• Loading: 클래스 파일을 읽고 메모리에 적재
• Linking: 로드된 클래스 검증 하고 준비 → Verify, Prepare, Resolve 단계로 구성
  • Verify: 검증 단계, 클래스가 자바 언어 명세와 JVM 명세에 맞는지 검사
  • Prepare: 준비 단계, 클래스에 필요한 메모리를 할당 및 static 필드 초기화
  • Resolve: 심볼릭 참조를 직접 참조로 변환
• Initialization: static 변수에 값을 할당하고 static 블록 실행

* 심볼릭 참조: 자바 클래스 파일 내에서 다른 클래스나 메서드에 대한 참조를 의미

4. 바이트코드 실행

• Excution Engine이 클래스 로더에 의해 로드된 바이트코드를 해석하여 실행
• Interpreter와 JIT(Just-In-Time) Compiler 사용
  • Interpreter: 바이트코드를 한 줄씩 해석하고 실행하는 인터프리터
  • JIT Compiler: 자주 사용되는 메서드의 바이트코드를 네이티브 코드로 컴파일하여 성능 향상 → 네이티브 코드는 인터프리터를 거치지 않음

* 네이티브 코드: 컴퓨터의 프로세서가 실행할 수 있는 기계어(JVM 없이 실행 가능)

5. 프로그램 종료

• 프로그램 종료 시 JVM이 할당받은 메모리 반환 및 프로세스 종료

흐름도

이미지 출처: https://loosie.tistory.com/816