JVM을 탈취 : Java 실행을 이해하는 열쇠

JVM (Java Virtual Machine)은 Java Bytecode를 실행할 때 Java 실행에 중요한 추상 컴퓨팅 머신입니다. JVM의 주요 구성 요소에는 다음이 포함됩니다. 1) 클래스 로더, 클래스를로드, 링크 및 초기화하는 클래스 로더; 2) 런타임 데이터 영역, 객체 관리를위한 힙과 같은 영역으로 실행 중 데이터를 저장합니다. 3) 성능 최적화를 위해 JIT 컴파일러로 바이트 코드를 실행하는 실행 엔진; 및 4) JNI (Java Native Interface), 기본 응용 프로그램과 통합 할 수 있습니다. 이러한 구성 요소를 이해하는 것은 Java 응용 프로그램을 최적화하는 데 필수적입니다.

Java 실행을 이해할 때 JVM (Java Virtual Machine)은 모든 Java 개발자가 파악 해야하는 초석입니다. 그렇다면 JVM은 정확히 무엇이며 Java 실행에 왜 그렇게 중요한가? JVM은 본질적으로 컴퓨터가 Java 프로그램을 실행할 수있는 추상 컴퓨팅 시스템입니다. Java Bytecode가 실행되는 런타임 환경으로 컴파일 된 Java 코드와 기본 하드웨어간에 추상화 계층을 제공합니다. 이러한 추상화는 Java의 "Write Onge, Oneere Whenicats"약속을 약속하여 운영 체제에 관계없이 JVM이있는 모든 장치에서 Java 응용 프로그램을 실행할 수 있도록합니다.

JVM에 더 깊이 뛰어 들면서 메모리를 관리하고 쓰레기 수집을 수행하며 코드 실행을 최적화하는 방법을보고 매력적입니다. JVM과의 여정은 대규모 Java 응용 프로그램에서 성능 문제를 디버깅 할 때 시작되었습니다. JVM의 내부를 이해하면 문제를 해결하는 데 도움이되었을뿐만 아니라 새로운 최적화 기술과 성능 튜닝의 세계를 열었습니다. JVM의 주요 구성 요소와 Java의 실행에 어떻게 기여하는지 살펴 보겠습니다.

JVM의 아키텍처는 소프트웨어 엔지니어링의 경이로움입니다. 핵심적으로 클래스 로더, 런타임 데이터 영역, 실행 엔진 및 JNI (Java Native Interface)와 같은 여러 구성 요소로 구성됩니다. 각각은 Java 프로그램의 수명주기에서 중요한 역할을합니다. 예를 들어, 클래스 로더는 클래스 및 인터페이스로드, 연결 및 초기화를 담당합니다. 올바른 클래스 만 JVM의 메모리 공간으로 가져 오도록하는 게이트 키퍼와 같습니다.

다음은 클래스 로더 작동 방식에 대한 간단한 예입니다.

 공개 클래스 클래스로드 레일 샘플 {
    public static void main (String [] args) {
        // 시스템 클래스 로더를 얻습니다
        ClassLoader SystemClassLoader = ClassLoader.GetSystemClassLoader ();
        System.out.println ( "System ClassLoader :"SystemClassLoader);

        // 시스템 클래스 로더의 부모를 얻습니다
        ClassLoader ParentClassLoader = SystemClassLoader.getParent ();
        System.out.println ( "부모 클래스 로더 :"ParentClassLoader);

        // 시스템 클래스 로더의 조부모를 얻습니다
        클래스 로더 조 아일랜드 클래스 로더 = ParentClassLoader.getParent ();
        System.out.println ( "조부모 클래스 로더 :"조부모 클래스 로더);
    }
}

이 코드 스 니펫은 JVM의 클래스 로더의 계층 적 특성을 보여줍니다. 상단의 부트 스트랩 클래스 로더에서 하단의 애플리케이션 클래스 로더에 이르기까지 다양한 클래스 로더가 다른 유형의 클래스를로드하는 방법을 보는 것은 흥미 롭습니다.

런타임 데이터 영역으로 이동하여 JVM이 프로그램 실행 중에 데이터를 저장하는 곳입니다. 여기에는 방법 영역, 힙 영역, 스택 영역 및 프로그램 카운터 (PC) 레지스터가 포함됩니다. 특히 힙 영역은 물체가 살고 죽는 곳이며, 역학을 이해하는 것은 메모리를 효율적으로 관리하는 데 중요합니다. 한 번 프로젝트에서 메모리 누출을 겪었고 힙 영역의 행동으로 뛰어 들어이 문제를 식별하고 해결하는 데 도움이되었습니다.

실행 엔진은 또 다른 중요한 구성 요소입니다. JVM에로드 된 바이트 코드를 실행할 책임이 있습니다. 여기에는 통역사, JIT (Just-In-Time) 컴파일러 및 쓰레기 수집기가 포함됩니다. JIT 컴파일러는 게임 체인저이며, 바이트 코드를 자주 실행하여 기본 기계 코드로 자주 컴파일하여 성능을 크게 향상시키기 때문에 게임 체인저입니다. JIT 컴파일러 설정을 조정하여 응용 프로그램이 부진에서 번개로 이동하는 것을 보았습니다.

다음은 JIT 컴파일러를 실제로 관찰 할 수있는 방법에 대한 예입니다.

 공개 클래스 jitexample {
    public static void main (String [] args) {
        Long StartTime = System.CurrentTimeMillis ();
        for (int i = 0; i <100000000; i) {
            // JIT가 컴파일 할 간단한 작업
            int result = i * i;
        }
        Long Endtime = System.CurrentTimeMillis ();
        System.out.println ( "실행 시간 :"(EndTime -StartTime) "MS");
    }
}

이 코드를 여러 번 실행하면 JIT 컴파일러가 시작되고 루프를 최적화함에 따라 실행 시간이 줄어 듭니다.

JNI (Java Native Interface)는 Java Code가 C 및 C와 같은 다른 언어로 작성된 기본 응용 프로그램 및 라이브러리에서 호출하고 호출 할 수 있도록합니다. 강력하지만 JNI는 양날의 칼이 될 수 있습니다. JNI를 사용하여 Java를 레거시 C 라이브러리와 통합했지만 성능 병목 현상과 메모리 문제를 피하기 위해 신중한 처리가 필요했습니다.

성능 최적화와 관련하여 JVM의 쓰레기 수집 메커니즘을 이해하는 것이 필수적입니다. JVM은 직렬 GC, 병렬 GC 및 G1 GC와 같은 다양한 쓰레기 수집 알고리즘을 사용하여 강점과 약점을 사용합니다. 올바른 쓰레기 수집기를 선택하면 응용 프로그램 성능에 큰 차이가 생길 수 있습니다. 한 번 고 처리량 애플리케이션에서 기본 병렬 GC에서 G1 GC로 전환했으며 일시 중지 시간의 감소는 극적이었습니다.

G1 쓰레기 수집기를 구성하는 방법을 보여주는 코드 스 니펫은 다음과 같습니다.

 공개 클래스 g1gcexample {
    public static void main (String [] args) {
        // JVM을 G1 GC를 사용하도록 구성하십시오
        System.SetProperty ( "Java.vm.Info", "G1 GC");
        System.out.println ( "G1 쓰레기 수집기 사용");

        // 메모리 할당 시뮬레이션
        for (int i = 0; i <1000000; i) {
            Object obj = new Object ();
        }
    }
}

G1 GC로이를 실행하려면 다음 JVM 인수를 사용합니다. -XX: UseG1GC .

모범 사례와 관련하여 가장 중요한 것은 응용 프로그램을 정기적으로 모니터링하고 프로필하는 것입니다. VisualVM 및 JPROFILER와 같은 도구를 사용하면 JVM 성능에 대한 깊은 통찰력을 제공하고 병목 현상을 식별하는 데 도움이됩니다. 이 도구를 사용하여 응용 프로그램을 최적화했으며 결과는 지속적으로 인상적이었습니다.

그러나 관찰 할 함정이 있습니다. 일반적인 실수 중 하나는 과도하게 최적화하는 것입니다. 이는 유지하기 어려운 코드로 이어질 수 있습니다. 다른 하나는 JVM 버전과 구성을 고려하는 것을 무시하고 있습니다. 이는 성능에 크게 영향을 줄 수 있습니다. 응용 프로그램이 하나의 JVM 버전에서 잘 작동하는 것을 보았지만 쓰레기 수집 알고리즘의 변화로 인해 다른 버전에서 어려움을 겪고 있습니다.

결론적으로 JVM은 Java의 실행의 중심 인 복잡하지만 매혹적인 기술입니다. 구성 요소와 함께 작동하는 방식을 이해함으로써 Java 응용 프로그램의 잠재력을 최대한 발휘할 수 있습니다. 성능 문제를 디버깅하거나 코드 최적화 또는 기본 라이브러리와 통합하든 JVM에 대한 깊은 이해가 도움이됩니다. 실험을 계속하고 학습을 유지하면 JVM이 도구 일뿐 아니라 Java 개발 여정에서 강력한 동맹국임을 알 수 있습니다.

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