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우선 JVM이란?

자바 가상 머신이라 부른다.

자바와 운영체제사이에서 중계자 역할을 한다.

자바가 운영체제 종류에 영향받지 않고 돌아갈 수 있도록 한다.

메모리 관리를 자동으로 해준다 (GC)

여기서 중요한 것은 운영체제와 플랫폼 종류에 의존적이지 않고 독립적으로 JAVA프로그램이 실행된다.

위 그림을 설명하면...

Java Compiler(자바 컴파일러)에 의해 Java source(.java) 파일은  Byte code로 변환된다.

Class Loader(클래스 로더)는 이 변환된 Byte code(.class) 파일을 JVM 내로 class를 로드하고 Link작업을 통해 

배치 등 일련의 작업을 한다. 또 런타임시 class를 load한다.

Execution Engine(실행 엔진) 은 Class Loader를 통해 JVM 내부로 넘어와 Runtime Data Area(JVM 메모리)에 배치된 

Byte code들을 명령어 단위로 실행시킨다.

GC(Garbage Collector)는 어플리케이션이 생성한 객체의 생존 여부를 판단하여, 더이상 참조되지 않거나 null 인 객체의 메모리를 해체시켜

메모리 반납을 한다. 

Runtime Data Areas(JVM 메모리) 런타임 데이터 영역은 JVM메모리로 Java 어플리케이션이 실행하면서 할당받은 메모리영역이다.

세분화하자면 6개(Method, Runtime Constant Pool, Heap, Stack, PC Register, Native Method Stack)의 영역으로 나뉜다.

출처 : http://hoonmaro.tistory.com/19

6개 메모리 영역의 용도와 특징

(화질이 좋지 않으니 클릭해서 보시길.)

끝으로 Heap Area를 좀 더 살펴보면....

Young Generation : 객체가 생성될 때 저장된다. 즉 막 생성된 객체들의 인큐베이터이다. 생성된 기간이 흐르고, 우선순위가 낮아지면

                          Young 세대의 객체들은 Old세대로 이동하게 된다. 이 영역에서 객체가 사라질 때는 Minor GC 수행된다.

Old(Tenured) Generation : Young Generation 영역에 있는 객체가 오래되서 저장되는 공간이다.

                                   이 영역에서 객체가 사라질 때는 Major GC(Full GC) 수행된다.

Permanent Generation :  클래스 로더에 의해 로든되는 클래스, 메소드 등에 대한 메타 정보가 저장되는 영역으로 JVM에 의해 사용된다.                                  리플렉션을 사용하여 동적으로 클래스가 로딩되는 경우에 사용된다. 

또 Method와 Runtime Constant Pool , Heap 영역은 모든 스레드에서 공유할 수 있다.

Java 가상 머신 내부에는 각 스레드에 Java 스택이 주어집니다. Java 스택에는 스레드가 호출 한 각 메소드의 로컬 변수, 매개 변수 및 리턴 값을 포함하여 다른 스레드가 액세스 할 수없는 데이터가 들어 있습니다. 스택의 데이터는 기본 유형 및 객체 참조로 제한됩니다. JVM에서는 실제 객체의 이미지를 스택에 배치 할 수 없습니다. 모든 오브젝트는 힙에 상주합니다.

https://stackoverflow.com/questions/1208695/where-methods-live-stack-or-in-heap

Thread별로 현재 수행중인 메소드의 정보를 저장하는 곳이다. 이러한 정보를 Stack Frame이라 하며, Stack Frame은 Local Variable Section, Operand Stack, Frame Data로 나뉜다. 

- Local Variable Section

메소드의 파라미터 변수, 로컬 변수를 배열에 저장하여 인덱스를 통해 접근한다. Primitive Type의 변수들은 Fixed된 크기로 할당되지만, Object나 배열같은 Reference Type은 가변의 Reference가 저장된다. (자바는 모든 객체를 Reference로 전달 된다는 걸 알고 있을 것이다.)

다시 말해 Object는 Reference가 저장된다. 그러므로 Reference Type의 변수들은 접근을 하기 위해선 저장된 Reference정보를 가지고 실제 객체가 저장되어있는 Heap이라는 공간에 찾아간다. 이는 메모리 점프를 많이 하게 되므로, Primitive Type의 변수보다 비용이 많이 든다.

-Operand Stack

이도 Local Variable Section과 같이 Array로 구성되어 있다. Operand Stack은 JVM이 프로그램을 수행하면서 연산을 위해 사용되는 데이터 및 그 결과를 저장 하는 곳이다. 

-Frame Data

Constant Pool Resolution정보와 Method가 정상 종료 했을때의 정보, Exception 정보들을 저장하고 있다. Constant Pool Resolution은 바로 Method Area에 저장되어 있는 Constant Pool의 Pointer 정보이다

Process:

• An executing instance of a program is called a process.
• Some operating systems use the term ‘task‘ to refer to a program that is being executed.
• A process is always stored in the main memory also termed as the primary memory or random access memory.
• Therefore, a process is termed as an active entity. It disappears if the machine is rebooted.
• Several process may be associated with a same program.
• On a multiprocessor system, multiple processes can be executed in parallel.
• On a uni-processor system, though true parallelism is not achieved, a process scheduling algorithm is applied and the processor is scheduled to execute each process one at a time yielding an illusion of concurrency.
• Example: Executing multiple instances of the ‘Calculator’ program. Each of the instances are termed as a process.

Thread:

• A thread is a subset of the process.
• It is termed as a ‘lightweight process’, since it is similar to a real process but executes within the context of a process and shares the same resources allotted to the process by the kernel.
• Usually, a process has only one thread of control – one set of machine instructions executing at a time.
• A process may also be made up of multiple threads of execution that execute instructions concurrently.
• Multiple threads of control can exploit the true parallelism possible on multiprocessor systems.
• On a uni-processor system, a thread scheduling algorithm is applied and the processor is scheduled to run each thread one at a time.
• All the threads running within a process share the same address space, file descriptors, stack and other process related attributes.
• Since the threads of a process share the same memory, synchronizing the access to the shared data withing the process gains unprecedented importance.