JVM, JRE, JDK

■JVM이란?

- Java Virtual Machine의 줄임말

- Java Byte Code(.class)를 각 OS에 맞게 해석하고, 해석된 코드의

실행 환경 구성 및 실행을 담당하는 가상 머신 (OS별 JVM 설치 필요)

(아래에서 좀 더 자세히 살펴보자)

■JRE란?

- Java Runtime Environment의 줄임말

- JVM과 자바 실행에 필요한 기본적인 클래스 라이브러리(Java Class Library)를

가지고 있다.

- JRE를 다운로드받아 Java Byte Code(.class)를 실행시킬 수 있다.

- Java파일을 컴파일할 수 없다.(Javac가 포함되어 있지 않음)

- Oracle은 Java 11부터 JRE를 제공하지 않는다. Java 9 부터는 Jlink를 사용하여

커스텀 Java 실행 모듈을 만들수 있다. 

■JDK란?

- Java Development Kit의 줄임말

- JRE와 javac, jconsole, jhat 등의 개발에 필요한 툴을 포함하고 있다. 툴 목록 보기

- JDK를 다운로드받아 Java Byte Code(.class)를 실행시킬 수 있고 .java파일을 컴파일 

할 수 있다. 

- Java로 프로그래밍을 하려면 JDK를 반드시 다운로드받아야 한다.

- Oracle JDK 11부터 상용으로 사용할 경우에 한하여 유료이다. 

즉,Oracle Openjdk나 타 벤더의 jdk는 특별한 공지가 있지 않는 한 무료이다.

---

■JVM의 정의

- Java Virtual Machine의 줄임말

- Java Byte Code(.class)를 각 OS에 맞게 해석하고, 해석된 코드의

실행 환경 구성 및 실행을 담당하는 가상 머신 (OS별 JVM 설치 필요)

■JVM을 왜 알아야 할까?

- 어떤 프로그램을 효율적으로 사용하려면 그 프로그램의 실행 환경 구성을 알아야 

한다. JVM으로 구동되는 프로그램의 경우, JVM이 프로그램 실행 전반에 관한 

환경 구성을 담당한다.

■JVM의 특징

- Java Byte Code(.class)는 기계어가 아니기 때문에 OS에서 바로 실행되지 않는다.

JVM은 Java Byte Code를 각 OS에 맞게 해석 해주는 역할을 하여 JVM 상에서 실행되는

프로그래밍 언어에게 '운영체제에 독립적일 수 있다'는 장점을 선물한다.

- JVM에선 코드 실행과 메모리 제어를 위해, Java Byte Code(.class)를 OS에 맞게 

기계어로 해석하는 단계가 필수적이다. 따라서 타 언어(ex C, C++)의 실행환경에 

비해 속도가 느리다. 하지만 JIT(Just In Time)컴파일러를 통해 속도 이슈를 

극복했다.

■JVM Language (JVM에서 실행가능한 언어)

Scala

Groovy

Clojure

Kotlin

Ceylon

Xtend

Fantom

X10

위 언어들은 컴파일을 거치게 되면 모두 class 파일을 생성하기 때문에 JVM에서

실행할 수 있다. 그리고 kotlin은 컴파일하고 바로 java 명령어로 실행할 수 없다.

왜냐하면 runtime에 필요한 라이브러리들이 필요하기 때문이다. 따라서 아래와

같이 실행할 수 있는 파일을 만들 수 있다.

kotlinc hello.kt -include-runtime -d hello.jar

■(Java 실행 과정에서 알아보는) JVM의 구체적인 역할

프로그래머가 .java 파일을 작성한다. 그리고 java 컴파일러는 .java 파일을

.class 라는 Java Byte Code로 컴파일한다. 

이제부터 JVM이 작동된다. 

---

Class Loader(클래스 적재기)는 load, link, initialize 세 단계로 구성된 프로세스를 

수행한다. 

Loading	Java Byte Code를 Runtime Data Area 내의 Method Area로 적재 (Java 8 이상부터는 metaspace에 적재)
Linking	Java Byte Code가 자바 규칙을 따르는지 검증하고, 클래스에 정의된  필드, 메소드, 인터페이스들을 나타내는 데이터 구조를 준비하며  그 클래스가 참조하는 다른 클래스를 로딩한다.
Initialization	static block 의 초기화 및 static 데이터들을 할당한다.

Class Loader가 수행되는 방식은 두가지로 나뉜다. 

1. 로드타임 동적 로딩(load-time dynamic loading)

.class 파일들을 로드하는 시점(로드타임)에 필요한 클래스들을 로드한다.

2. 런타임 동적 로딩(run-time dynamic loading)

로드타임 동적 로딩이 끝난 후 프로그램이 실행되면서(런타임) 필요한 

클래스들을 로드한다. 

* 클래스 로더 가져오기

ClassLoader classLoader = Test.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
System.out.println(classLoader.getParent());
System.out.println(classLoader.getParent().getParent());

jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@15db9742

jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@37a71e93

null

---

Execution Engine(실행 엔진)은 Runtime Data Area의 Method Area에 적재된

Java Byte Code를 기계어로 컴파일한 후 실행시킨다. (컴파일 과정에서 JIT 컴파일러가 

사용된다.) 또한 메모리를 효율적으로 관리하기 위한 Garbage Collection을 수행한다.