1.4 바이트코드와 JVM

자바가 운영체제에 독립적으로 실행될 수 있는 비결, 바로 바이트코드와 JVM의 비밀을 파헤쳐 봅니다. 🕵️‍♀️

1. 바이트코드 (Bytecode) 📜

1) 개념

자바 소스 파일(.java)을 컴파일하면 생성되는 .class 파일의 내용입니다. 컴퓨터(CPU)가 바로 이해할 수 있는 기계어가 아니라, JVM만 이해할 수 있는 중간 언어입니다.

그림

2) 비유: “에스페란토 (공용어)”

  • 한국인(Win), 미국인(Mac), 프랑스인(Linux)이 모여 있을 때, 각자의 언어로 말하면 소통이 안 됩니다.
  • 이때 “에스페란토(바이트코드)”라는 공용어로 적어서 주면, 각자의 통역사(JVM)가 모국어로 통역해 줍니다.

그림

2. JVM (Java Virtual Machine) 🤖

1) 개념

자바 가상 머신의 약자로, 바이트코드를 읽어서 해당 운영체제가 이해할 수 있는 기계어로 번역하고 실행하는 가상의 컴퓨터입니다.

그림

2) 비유: “전용 통역사”

  • 개발자: “나는 윈도우용, 맥용 따로 만들기 귀찮아. 그냥 자바어로 한 번만 말할게!”
  • JVM: “걱정 마세요. 제가 윈도우한테는 윈도우 말로, 맥한테는 맥 말로 통역해 드릴게요.”

그림

3. JVM 내부 구조 (심화) 🧠

JVM이 어떻게 동작하는지 요리 과정에 비유하여 알아봅니다.

graph TD
    classDef box fill:#fff,stroke:#333,stroke-width:2px;
    classDef grp fill:#eee,stroke:#333,stroke-dasharray: 5 5;

    Source[Hello.class<br>(식재료)] --> CL[Class Loader<br>(재료 손질)]
    CL --> Runtime[Runtime Data Area<br>(주방)]
    
    subgraph JVM [JVM (레스토랑)]
        direction TB
        CL
        Runtime
        EE[Execution Engine<br>(요리사)]
        GC[Garbage Collector<br>(청소부)]
    end
    
    Runtime <--> EE
    Runtime -.-> GC
    
    style JVM fill:#eef,stroke:#333
    style Runtime fill:#fed,stroke:#333
    style CL fill:#def,stroke:#333
    style EE fill:#bfb,stroke:#333
    style GC fill:#fbb,stroke:#333

1) Class Loader (재료 손질)

  • .class 파일을 읽어들여서 JVM이 사용할 수 있게 메모리(주방)에 배치합니다.
  • 비유: 창고에서 식재료를 꺼내 다듬어서 주방 선반에 올려놓는 과정입니다.

그림

2) Runtime Data Area (주방)

  • 프로그램 실행에 필요한 데이터가 저장되는 메모리 공간입니다.
  • 비유: 요리사가 요리할 때 쓰는 도마, 냄비, 접시가 놓인 조리대입니다.

그림

3) Execution Engine (요리사)

  • 메모리에 로드된 바이트코드를 한 줄씩 읽어서 실제 기계어로 변환하고 실행합니다.
  • 비유: 조리대에 있는 재료로 실제로 요리를 하는 셰프입니다.

그림

4) Garbage Collector (청소부)

  • 더 이상 쓰지 않는 메모리(객체)를 자동으로 정리합니다.
  • 비유: 요리가 끝나고 남은 껍질이나 빈 그릇을 치워주는 청소 담당입니다.

그림

서브목차