연산자와 피연산자 구별하기

9 * x + 3

연산자 : 연산을 수행하는 기호 -> * , +

피연산자 : 연산자의 연산 수행 대상 -> 9 , x , 3

*"모든 연산자는 연산결과를 반환한다.

"즉, 연산결과를 반환하지 않으면 연산자가 아니다.ex) () -> 괄호는 연산자가 아니다.

연산자의 종류

종류 연산자 설명

연산자의 우선순위

하나의 식에 연산자가 둘 이상 있을 때, 어떤 연산을 먼저 수행 할지를 자동 결정하는 것!= > 5 + 3 * 4

1. 1.3 * 4
2. 2.5 + 12 연산 순서를 수동으로 결정하고 싶다면 괄호() 를 사용하면 된다.= > (5 + 3) * 4
3. 1.5 + 3
4. 2.8 * 4

연산자 우선순위 표

우선순위 연산자 설명 결합 방향

class Operator1_1 {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 10;
        int y = 20;

        // + 연산자는 피연산자가 2개인 이항 연산자 임으로 단항 연산자인 -x 의 -가 먼저 실행된다.
        System.out.print("-x + 3 = ");
        System.out.println(-x + 3); // -10 + 3 = -7

        System.out.print("x + 3 * y = ");
        System.out.println(x + 3 * y); // 10 + (3 * 20) = 70

        System.out.print("x + 3 > y - 2 = ");
        System.out.println(x + 3 > y - 2); // false
        System.out.print("x + 3 < y - 2 = ");
        System.out.println(x + 3 < y - 2); // true

        System.out.print("x > 3 && y < 2 = ");
        System.out.println(x > 3 && y < 2); // false

        int result = x + y * 3;
        System.out.println("result = " + result); // 10 + (20 * 3), result = 70
    }
}

연산자의 결합규칙

우선순위가 같은 연산자가 있을 때, 어떤 것을 먼저?

= > 3 + 4 - 5 -> (3 + 4) - 5

기본적인 계산 순서는 왼쪽에서 오른쪽

대입과 단항 연산자일 경우 오른쪽에서 왼쪽

1. 산술 > 비교 > 논리 > 대입 : 대입은 제일 마지막에 수행

2. 단항(1) > 이항(2) > 삼항(3) : 단항 연산자의 우선순위가 제일 높음

3. 단항 연산자와 대입 연산자를 제외한 모든 연산의 진행 방향은 왼쪽에서 오른쪽임

문자와 문자열의 차이 확인하기

class Variable4_1 {
    public static void main(String[] args) {
        char ch1 = 'A'; // 문자
        // char ch2 = 'AB'; // Error 발생
        // char ch3 = ''; // Error 발생, 빈 문자 불가능

        String s1 = "ABC"; // 문자열
        String s2 = ""; // 빈 문자열 가능
        String s3 = "A"; // 문자 한 개도 문자열!

        // 아래 두 표현식 모두 사용 가능하지만 ss2 방식은 거의 사용하지 않음!
        String ss1 = "AB";
        String ss2 = new String("AB");

        System.out.println("ss1 = " + ss1);
        System.out.println("ss2 = " + ss2);
    }
}

문자열 결합

class Variable4_2 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "A" + "B"; // "AB"
        System.out.println("s1 = " + s1);

        // 문자열은 문자열하고만 결합할 수 있기 때문에
        // 숫자를 문자열로 바꾼 다음에 결합 합니다.
        String s2 = "" + 7;
        // "" + 7 => "" + "7" = "7"
        System.out.println("s2 = " + s2);

        // 문자열 결합 순서에 의한 차이 확인!
        String s3 = "" + 7 + 7;
        // "" + 7 + 7 => "7" + 7 => "7" + "7" = "77"
        System.out.println("s3 = " + s3);

        String s4 = 7 + 7 + "";
        // 7 + 7 + "" => 14 + "" = "14"
        System.out.println("s4 = " + s4);
    }
}

두 변수의 값 교환하기

class Variable4_3 {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 10, y = 20;
        // x 와 y 값을 교환해 보겠습니다.
        x = y; // x = 20;
        // 변수는 하나의 값 밖에 저장할 수 없기 때문에 기존의 x의 값 10은 사라지고 20이 됩니다.
        y= x; // y = 20;
        // y는 20 이된 x의 값을 받습니다.

        System.out.println("x = " + x); // 20
        System.out.println("y = " + y); // 20

        System.out.println();
        // 교환이 제대로 되지 않았습니다!

        int a = 10, b = 20;
        int tmp; // 교환에 중간다리 역할을 해 줄 변수 하나를 선언합니다.
        // a 와 b 값을 교환해 보겠습니다.
        tmp = a; // a = 10, tmp = 10
        a = b; // b = 20, a = 20
        b = tmp; // tmp = 10, b = 10

        // 결과로 a = 20, b = 10 이어야 됩니다.
        System.out.println("a = " + a); // 20
        System.out.println("b = " + b); // 10
        System.out.println("tmp = " + tmp); // 10

        // 교환이 성공적으로 되었습니다!
    }
}

기본형 중 변수 값에 가장 적합한 타입을 선택하여 변수를 선언하시면 된다.

기본형 변수는 실제 값을 저장한다.

기본형은 크게 논리, 문자, 정수, 실수 형으로 분리됨.

논리형 : boolean

문자형 : char

정수형 : byte, short, int, long

실수형 : float, double

기본형의 종류와 크기

• 논리형
  • true/false
  • 조건식과 논리적 계산에 사용됩니다.
• 문자형
  • 문자를 저장하며 변수 당 하나의 문자만을 저장할 수 있습니다.(여러 개의 문자는 String)
• 정수형
  • 정수 값을 저장합니다.
  • 주로 int, long 을 사용하며 byte는 이진 데이터를 다루는데 사용합니다.
  • default 타입은 int 입니다.
• 실수형
  • 실수 값을 저장합니다.default 타입은 double 입니다.

기본형의 표현 범위

표현 범위 이해하기

• 1bit 에는 0과 1이 들어갈 수 있다.
  • 1bit는 0, 1 -> 2개2bit는 00, 10, 01, 11 -> 4개를 표현할 수 있다.
• n비트로 표현할 수 있는 값의 개수는 : 2^n 개 이다.
  • 8bit = 2^8 : 256개
• n비트로 표현할 수 있는 부호없는 정수의 범위 : 0 ~ 2^n - 1
  • 8bit : 0 ~ 255
• n비트로 표현할 수 있는 부호있는 정수의 범위 : -2^(n-1) ~ 2^(n-1) - 1
  • 8bit : -128 ~ 127

실수형 표현 범위

실수형을 처리할 때 정밀도라는 개념이 등장한다.

정밀도는 '소수점 몇자리 까지 오차없이 표현할 있는가' 를 뜻한다.

S는 부호 즉, 양수인지 음수인지를 표현한다.

E는 지수 즉, 2의 지수를 표현한다.

M은 가수 즉, 소수점 이하를 표현한다.

위처럼 실수형은 정수형과는 저장방식이 다르기 때문에 오차가 발생한다.

정밀도가 어떻게 계산되었는지 간단하게 표현하면

float의 M 즉, 가수는 23자리인데 정규화를 통해서 24자리까지 표현 가능하고

2^24 까지 표현이 가능한데 2^24는 10^7 < 2^24 < 10^8 임으로 정밀도는 7자리이다.

마찬가지의 이유로 double은 15자리이다.

또한 실수형은 +-M x 2^E 형태로 저장하기 때문에 int와 같은 4byte 크기의 float이 int 보다 더 큰 범위의 값을 저장 가능한 것이다.

메모리에 값이 저장되는 과정

위 이미지 처럼 변수 b에 10진수 3을 저장하면 컴퓨터는 이를 2진수로 변환하여 메모리에 저장한다.

타입 마다 위처럼 값이 저장되는 형식이 있어서 그 형식에 맞게 변환되어 저장된다.

문자가 저장되는 과정.

따라서 위처럼 컴퓨터는 아스키 코드표를 기준으로 매칭하여 문자를 저장함

추가로 문자코드는 음수를 사용할 필요가 없기 때문에 char의 범위에는 부호가 없다.

아스키코드

128개의 문자조합을 제공하는 7비트 부호알파벳, 숫자, 특수기호, 그 외 컴퓨터에 필요한 몇 가지만이 정의유니코드각 나라별 언어를 모두 표현하기 위해 나온 코드 체계문자마다 고유한 코드 값을 제공하는 새로운 개념의 코드16비트로 표현 - 최대 65,536 자 표현 가능UTF-8유니코드를 사용하는 인코딩 방식 중 하나영문/숫자/기호는 1바이트로, 한글/한자는 3바이트로 표현전세계 모든 글자들을 한꺼번에 표현 가능유니코드 한 문자를 나타내기 위해 1바이트에서 4바이트까지 사용

정수형 오버플로우

위 이미지 처럼 정수형은 해당 변수타입의 최솟값, 최댓값 범위를 넘어가면 값을 순환한다.

class Variable3_1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 부호있는 경우
        short sMin = -32768;
        short sMax = 32767;

        // short 타입에서 최솟값 범위를 넘었을 때
        // sMin - 1 = 32767
        System.out.println("sMin = " + sMin);
        System.out.print("sMin - 1 = ");
        System.out.println((short)(sMin - 1));

        // short 타입에서 최댓값 범위를 넘었을 때
        // sMax + 1 = -32768
        System.out.println("sMax = " + sMax);
        System.out.print("sMax + 1 = ");
        System.out.println((short)(sMax + 1));

        // 부호없는 경우
        char cMin = 0;
        char cMax = 65535;

        // short 타입에서 최솟값 범위를 넘었을 때
        // cMin - 1 = 65535
        System.out.println("cMin = " + (int)cMin);
        System.out.print("cMin - 1 = ");
        System.out.println((int)(--cMin));

        // short 타입에서 최댓값 범위를 넘었을 때
        // cMax + 1 = 0
        System.out.println("cMax = " + (int)cMax);
        System.out.print("cMax + 1 = ");
        System.out.println((int)(++cMax));
    }
}

타입간의 변환방법

문자와 숫자간의 변환

1. 숫자를 문자로숫자 + '0' -> 문자
2. 문자를 숫자로문자 - '0' -> 숫자

class Variable3_2  {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 5;
        char ch = '5';

        // 숫자 -> 문자
        System.out.println("num = " + num);
        // '0' 이 48이기 때문에 결과값을 char 타입으로 변환 필요
        System.out.println("num + '0' = " + (char)(num + '0'));

        // 문자 -> 숫자
        System.out.println("ch = " + ch);
        System.out.print("ch - '0' = ");
        System.out.println(ch - '0');

        // '5' 에서 숫자 5로 변환되었기 때문에 결과값 6
        System.out.print("ch - '0' + 1 = ");
        System.out.println(ch - '0' + 1);
    }
}

문자열로의 변환

1. 숫자를 문자열로숫자 + "" -> 문자열
2. 문자를 문자열로문자 + "" -> 문자열

class Variable3_3  {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 5;
        char ch = '5';

        // 숫자 -> 문자열
        System.out.println("num + \\"\\" = " + num + "");
        // num 이 "5" 로 변환되었기 때문에 "5" + "5" 로  결과값은 "55"
        System.out.println("num + \\"\\" + \\"5\\" = " + num + "" + "5");
        
        // 문자 -> 문자열
        System.out.println("ch + \\"\\" = " + ch + "");
        // ch 이 '5' 에서 "5" 로 변환되었기 때문에 "5" + "8" 로  결과값은 "58"
        System.out.println("ch + \\"\\" + \\"8\\" = " + ch + "" + "8");
        
    }
}

문자열을 숫자, 문자로 변환

1.문자열을 숫자로Integer.parseInt("문자열")Double.parseDouble("문자열") 2.문자열을 문자로"문자열".charAt(0)

아래 예제코드로 학습해 보겠습니다.

class Variable3_4  {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "100";
        String str2 = "3.14";
        String str3 = "8";

        // 문자열 -> 숫자
        System.out.println("Integer.parseInt(str) = " + Integer.parseInt(str1));
        // Integer.parseInt() 은 int 타입만 가능
//         System.out.println("Integer.parseInt(str2) = " + Integer.parseInt(str2)); // Error 발생
        System.out.println("Double.parseDouble(str2) = " + Double.parseDouble(str2));

        // 문자열 -> 문자
        System.out.println("str.charAt(0) = " + str1.charAt(0) + str1.charAt(1) + str1.charAt(2));
        System.out.println("str2.charAt(0) = " + str3.charAt(0));
    }
}

참조형

기본형을 제외한 나머지 타입을 뜻합니다.ex) String, System

참조형 변수는 null 또는 메모리 주소를 저장합니다.null 은 '어떤 객체의 주소도 저장되지 않음' 을 뜻합니다.타입에 관계없이 변수의 크기가 항상 4byte 입니다. (JVM이 64bit일 경우 8byte)4byte는 2진수로 대략 40억개로, 40억byte(4GB)의 메모리를 다룰 수 있습니다.

참조형은 앞으로 계속 학습하기 때문에 간단한 예제코드로 확인만 하고 넘어가겠습니다.

• 상수
  • 한 번만 값이 저장 가능한 변수
  • 선언 방법 : final 변수타입 변수 이름;
  • 숫자에 의미 있는 이름을 붙여 코드 자체의 가독성을 늘리기 위해 상수를 사용

    class Variable2_1 {
        public static void main(String[] args) {
            int score = 100;
            System.out.println("score = " + score);
            score = 90;
            System.out.println("score = " + score);
    
            final int finalScore = 100;
            System.out.println("finalScore = " + finalScore);
    //         finalScore = 90; // Error 발생
        }
    }
    

  • ex) 시험의 만점은 100점이다.

리티럴

• 리터럴
  • 그 자체 값을 의미
  • 기존의 상수와 같은 의미 단, Java에서 상수를 한번만 값이 저장가능한 변수 라는 의미로 사용하기 떄문에 구별하기 위해 사용하는 용어
• 변수, 상수 , 리터럴 구별하기score : 변수100, 1000 : 리터럴
• class Variable2_2 { public static void main(String[] args) { int score = 100; final int finalScore = 1000; } }
• finalScore : 상수
• 아래 예제코드를 사용하여 변수, 상수, 리터럴을 구별해 보겠습니다.

리터럴의 접두사와 접미사

• 정수형은 byte, short, int, long 타입으로 여러 개 존재함
  • 정수형의 int, 실수형의 double은 기본형이기 때문에 접미사를 붙이지 않고, long 타입은 구분을 위해 100L 처럼 리터럴 마지막에 접미사로 L을 붙인다.
  • byte, short 타입의 변수도 마찬가지로 리터럴 접미사가 존재하지 않고 int 타입과 똑같은 리터럴을 사용하여 저장합니다.byte, short 타입은 연산에 이용하기보다는 저장 목적인 경우가 많아 Java 의 내장 변환모듈이 자동으로 형 변환시켜 준다.
• 실수형은 float, double 타입이 존재한다.
  • float의 리터럴에는 f, double의 리터럴에는 d가 붙는다.실수형은 2개 밖에 존재하지 않기 때문에 접미사 f를 사용하면 구분을 할 수 있어서 접미사 d는 생략을 허용한다.
• 따라서, 리터럴에 붙이는 접미사는 정수형의 L , 실수형의 f 만 주의하시면 된다.
  • 접미사는 대소문자를 구별하지 않지만 L 의 소문자 l 은 숫자 1 과 혼동되기 쉽기 때문에 대문자를 사용하는 것이 좋습니다.0b, 0x 와 같은 진수를 나타내는 접두사 또한 대소문자를 구별하지 않습니다.

변수와 리터럴의 타입 불일치

• 범위가 ‘변수 > 리터럴’ 인 경우 : OK
  • iint i = 'A';int > char, ‘A’= 65 //아스키코드
  • long l = 123; long > int
  • double l = 3.14f; double > float
• 범위가 '변수 < 리터럴' 인 경우 : Error
  • int i = 30_0000_0000; int의 범위(대략 20억)를 넘는다.
  • long l = 3.14f; long < floatlong(8bye), float(4byte)라 가능할 것 같지만 실수형은 정수형 보다 저장 범위가 훨씬 넓기 때문에 Error가 발생한다.
  • float f = 3.14; float < double;
• byte, short 변수에 int 리터럴 저장 : OK
  • 단, 변수의 타입의 범위 이내여야 합니다.

단 하나의 값을 저장할 수 있는 메모리 공간

• 변수 공간에 기록된 값은 고정되어 있지 않고, 다른 값이 기록되면 자동으로 덮어 씌워질 수 있다.
• 메모리 공간은 정보처리의 기초단위인 1Byte로 구성되어 있다.
• 메모리 공간은 각각이 구분될 수 있도록 메모리 주소’를 가지고 있다.

메모리 값을 저장하거나 읽을 때 해당 메모리 주소를 사용해야 하는데
사람이 사용하기에는 불편하기 때문에 특정 메모리 영역에 이름을 붙이고 주소 대신에 이름을 사용해서 메모리에 값을 저장하고 읽을 수 있게 한 것이 변수이다.

변수의 선언

• 메모리에 값을 저장할 공간을 마련하기 위해서 선언!
• 선언방법 : 변수타입 변수이름;
  • int age; int num; or int age, num;
  ⇒ 정수형인 나이와 숫자를 선언한다!!

변수 생성규칙

• 대소문자가 구분되며 길이에 제한없음
• 예약어 사용불가
• 숫자로 시작 불가
• 특수 문자 ‘ _ ‘ ‘ $ ’만 허용

변수의 여러가지 형태

• Camel case
  • carTest
• Snake case
  • var_test
• pascal case (Java에는 클래스명만 대문자로 시작하자는 암묷적인 규칙이 있어서 추천 X)
  • VarTest
• Kebab case (Java에서는 변수명에 - 기호 사용 불가)
  • Var-Test

변수의 초기화

• 변수에 값을 저장하는 방법 : 변수타입 변수이름 = 값;
  • ina age; age = 23; or int age = 23; or int age = 23, num = 32768;
• 초기화 : 변수에 처음으로 값을 저장하는 것을 의미한다.

class Variable1_2 {
	public static void main(String[] args) {
		boolean flag = false;
		char grade = 'A';
		byte val = 127;
		short sval = 128;
		int num = 32768;
		long price = 2_147_483_648L;
		float tax = 3.14f;
		double score = 3.14159265358979;   
		 System.out.println("boolean = " + flag);
		    System.out.println("char = " + grade);
		    System.out.println("byte = " + val);
		    System.out.println("short = " + sval);
		    System.out.println("int = " + num);
		    System.out.println("long = " + price);
		    System.out.println("float = " + tax);
		    System.out.println("double = " + score);
	}
}

변수의 값 읽기

class Variable1_3 {
    public static void main(String[] args) {
        int year, age = 23;

        year = age + 2000;
        System.out.println("year = " + year); // 2023

        // 변수의 값을 읽어오는 과정
        // year = age + 2000;
        // year = 23 + 2000;
        // year = 2023;

        age = age + 1;
        System.out.println("age = " + age); // 24
        System.out.println("year = " + year); // 2023

        // 변수의 값을 읽어오는 과정
        // age = age + 1;
        // age = 23 + 1;
        // age = 24;
        // 프로그램은 순차적으로 코드가 실행되기 때문에
        // 여기서 age의 값이 바뀌었다고 year에 영향을 주지 않는다.
    }
}

변수의 종류

class Variable1_4 {
    static int classVal = 100; // 클래스 변수
    int instanceVal = 200; // 인스턴스 변수

    public static void main(String[] args) {
        int num; // 지역 변수
//        System.out.println("int = " + num); // Error 발생
        num = 300;
        System.out.println("int = " + num); // 100

        // 인스턴스 변수
//        System.out.println("instanceVal = " + instanceVal); // Error 발생
        Variable1_4 instance = new Variable1_4 (); // 인스턴스 변수 사용을 위해 객체 생성
        System.out.println("instanceVal = " + instance.instanceVal); // 100

        // 클래스 변수
        System.out.println("classVal = " + classVal);
        // 같은 크래스 내부는 바로 접근 가능
        System.out.println("Main.classVal = " + Variable1_4.classVal);
        // 클래스 변수 : 클래스명.클래스변수명 으로 접근 or
    }
}

• JDK : Java Development Kit / 자바 개발 도구
• JRE : Java Runtime Environment / 자바 실행 환경
• JVM : Java Virtual Machine / 자바 가상 기계

Java의 호환성

• C언어와 Java의 차이점
  • Java는 Write Once Use Anywhere 이라는 목적을 가지고 있다 번역하자면, "소스파일을 하나만 작성하면 어디에서든지 사용이 가능하다!"
  • 반면에 C언어는 One Source Multi Object Use Anywhere 번역하자면, "하나의 소스파일로 각 기계에 맞는 목적파일로 만들어 어디든 사용 가능하다!"
  ⇒ 정리해 보자면, 하나의 목적파일로 어디든 실행이 가능하냐, 다수의 목적 파일을 만들어서 각 기계에 맞게 사용하냐의 차이
• 우리는 Java를 사용하여 기계의 기종별 즉, 운영체제에 구애받지 않고 개발을 할 수 있게 됨!!!
• 여기서 Java의 목적파일은 반기계어인 바이트코드(.class)인데 이는 운영체제가 아니라 JVM에서 사용
• 소스코드를 바이트 코드로 컴파일 해주는게 자바 컴파일러(javac)

Java의 실행 과정

1. 개발자는 자바 소스파일(.java)를 작성한다.
2. JDK가 제공하는 javac를 사용하여 소스파일을 컴파일 한다.
3. JVM의 Class Loader는 컴파일로 생성된 바이트 코드(.class)를 전달 받아 동적 로딩을 통해 실행에 필요한 클래스들을 로딩하여 JVM 내부 Runtime Data Area에 로드한다.
4. JVM의 Execution에 의해 기계어로 해석되어 실행된다.

Class Loader

프로그램 상의 작성한 모든 클래스, 변수 및 메서드의 정보를 Method Area에 배치한다.

JVM 내부에 바이트 코드를 로드하고 링크를 통해 배치하는 작업을 수행하는 모듈이다.

실행될 때 동적으로 클래스를 로드하고 jar 파일 내부에 저장되어 있는 클래스들을 JVM에 로드한다.

static(정적) 변수와 메서드는 Heap Area에 배치한다.

Execution(실행 엔진)

Interpreter는 바이트 코드를 한줄 씩 읽고 번역해 주는데 느리다는 단점이 존재한다.

그래서 이를 보완하기 위해 나온 것이 JIT 컴파일러!

JIT 컴파일러는 Interpreter 방식으로 실행을 하다가 적당한 시점에 바이트 코드 전체를 컴파일하여 캐싱한다.

캐싱 : 컴파일된 코드를 저장해 두기 때문에 이 코드들은 Interpreter를 통해 실행되는 것이 아니라 바로 실행이 된다. 그렇기 때문에 실행 속도가 매우 빨라진다.

Garbage Collector는 간단하게 설명 하자면 유효하지 않은 즉, 사용되지 않는 메모리를 추적하여 비워주는 기능을 가지고 있다.

Compile 언어와 Interpreter 언어

• Compile 언어
  • 소스파일 전체를 컴파일 한 후 기계어를 CPU와 메모리를 통해 읽어서 바로 실행하는 방식으로 동작이 되는 언어
  • 종류 : C, C++, Java, C# ...
  • 특징
    • 소스파일의 크기가 크면 컴파일 과정이 오래 걸릴 수 있다.
    • 컴파일이 된 후에 기계어로 바로 실행되기 때문에 실행 속도가 빠르다.
    • Java는 javac에 의해 바이트코드로 컴파일 되지만 JVM에서는 인터프리터로 실행된다. 그러므로 Compile 언어이지만, Interpreter 언어의 특징을 동시에 가진다.
• Interpreter 언어
  • 소스파일을 컴파일하지 않고서 Interpreter를 사용하여 소스파일을 한줄 씩 번역하면서 실행하는 방식으로 동작이 되는 언어Interpreter : 소스 코드를 바로 번역하여 실행하는 프로그램 혹은 환경
  • 종류 : Javascript, Ruby, Python ...
  • 특징
    • 컴파일 언어처럼 별도의 목적파일이 존재하지 않는다.
    • 컴파일 과정 없이 바로 실행되기 때문에 수정 및 디버깅시 편하다.
    • Interpreter 만 존재하면 어디서든지 실행이 가능하기 때문에 자유롭고 독립적이다.
    • 실시간으로 번역 되면서 실행되기 때문에 실행 속도가 느리다.

JVM

java8이후 기준 Runtime Data Areas

전 처리 과정 이해하기

• 위에서 JRE는 Java의 실행 환경이다.
• JRE는 프로그램을 실행하기 전에 먼저 프로그램에 메인 메서드를 포함하고 있는지 확인하고 존재한다면 JVM을 부팅시킨다.
• 부팅이된 JVM은 전달받은 코드를 실행 시키는데 이때 가장 먼저 하는 일이 전 처리라고 하는 과정이다.

전 처리 과정

1. 모든 Java 프로그램은 반드시 java.lang 패키지를 포함합니다. 따라서 JRE는 해당 패키지를 Method Area에 배치한다. 2.프로그램이 사용하기위해 import한 패키지들도 존재할 겁니다. 마찬가지로 Method Area에 배치한다. 3.프로그램 상의 작성한 모든 클래스, 변수 및 메서드의 정보를 Method Area에 배치한다. 4.static(정적) 변수와 메서드는 Heap Area에 배치한다.

Runtime Data Areas

• 컴퓨터에서 메모리 같은 역할을 수행하는 영역입니다. 자바 프로그램을 실행하여 발생하는 데이터를 저장하는 역할을 하는데, 데이터의 속성에 따라 영역이 분리되어 있다.

PC Register

• 스레드가 시작될 때마다 생성되는 공간으로, 스레드마다 하나씩 존재한다.
• 스레드가 어떤 명령에 의해 실행되어야 할지에 대한 기록을 하는 부분으로 현재 수행을 하고 있는 JVM의 명령 주소를 갖고 있다.

Native Method Stack

• 자바 프로그램이 컴파일 되어 생성되는 바이트 코드가 아닌 실제 실행할 수 있는 기계어로 작성된 프로그램을 실행시키는 영역
• 자바 이외의 언어(C, C++, 어셈블리 등)로 작성된 코드를 실행할 때, Native Method Stack이 할당 되며, 일반적인 C 스택을 사용한다.
• Java Native Interface를 통해 바이트 코드로 전환하여 저장됨
• 일반 프로그램처럼 커널이 스택을 잡아 독자적으로 프로그램을 실행시키는 영역이다.

Method Area(Metaspace, Static Area, Class Area)

• 클래스 정보를 처음 메모리 공간에 올릴 때 초기화 되는 대상을 저장하기 위한 공간이다.
• 클래스의 타입, 변수 및 메서드등의 정보를 가지고 있으며 모든 Thread가 공유한다.
• Runtime Constant Pool상수 자료형을 저장하여 참조하고 중복을 막는 역할을 수행한다.

Heap Area

• 객체(인스턴스)가 생성되는 영역입니다. 프로그램을 실행하는 중 생성되는 객체들은 모두 이곳에 생성된다.
• Permanent Generation생성된 객체들의 정보의 주소값이 저장된 공간이다.
• 클래스 로더에 의해 로드되는 Class, Method 등에 대한 Meta 정보가 저장되는 영역이며 JVM에 의해 사용된다.
• Reflection을 사용하여 동적으로 클래스가 로딩되는 경우에 사용된다.
• Java 8 이전에는 Permanent Generation 이 Heap 내부에 존재 했지만 8 이후 제거되고 Method Area 즉, Metaspace 라 불리우며 Heap이 아닌 Native 메모리 영역에 저장된다. 이전에 제한된 메모리 크기 때문에 발생했던 한계점을 극복하기 위해 변경되었다.

New/Young GenerationEden : 객체들이 최초로 생성되는 공간입니다.Survivor 0,1 : Eden에서 참조되는 객체들이 저장되는 공간입니다.생명 주기가 짧은 객체를 Garbage Collector 의 대상으로 하는 영역입니다.Eden 영역에 객체가 가득차게 되면 Garbage Collector에 의해 Eden 영역에 있는 값들을 Survivor 1 영역에 복사하고 이 영역을 제외한 나머지 객체들을 삭제합니다.

• Tenured GenerationNew/Young Generation 에서 일정시간 참조되고 있고 살아남은 객체들이 저장되는 공간
• 생명 주기가 긴 객체를 Garbage Collector 의 대상으로 하는 영역이다.
• Old : 이곳의 객체들은 Garbage Collector 에 의해 삭제됨

Stack Area

프로그램 실행 과정에서 임시로 할당이 되었다가 메서드를 빠져나가면 바로 소멸이 되는 특성의 데이터들을 저장하기 위한 영역이다.

실행되는 메서드 및 중괄호 블록(if문등)에 대한 데이터가 저장되는 영역이다.

가장 처음 실행되는 메서드(main())가 첫 번째로 메모리에 올라가고 그 다음에 실행되는 메서드들이 위에 쌓이는 구조이다.

쌓이는 메서드의 단위를 스택 프레임이라고 부른다. 해당 메서드를 실행하기 위한 변수 및 블록이 존재하면 스택 프레임 내부에 스택 프레임이 생길 수 있다.

가장 큰 특징은 멀티 스레드 환경에서 각 스레드가 고유의 스택 영역을 가진다는 점이다.