JVM 상세

JVM 개요

JVM(Java Virtual Machine)은 자바 프로그램을 실행하기 위한 가상 실행 환경이다. 핵심 역할은 다음 세 가지로 정리할 수 있다.
바이트코드 실행 (JVM은 자바 바이트코드를 해석하거나(JIT 포함) 실행하는 엔진이다.)
- 자바 소스는 직접 실행되지 않는다.
- javac 컴파일러가 .java → .class(Bytecode)로 변환
- JVM은 이 바이트코드만을 입력으로 받아 실행한다.
메모리 관리 (메모리 할당·해제·정리를 JVM이 책임진다.)
- 객체 생성 및 배치 (Heap)
- 메서드, 클래스 정보 관리 (Method Area / Metaspace)
- 스레드별 스택 관리
- Garbage Collection 수행
실행 환경 추상화 (개발자는 이 코드는 리눅스인지 윈도우인지 몰라도 된다.)
- OS별 시스템 콜 차이 은닉
- CPU 아키텍처 차이 은닉
- 스레드, 메모리 모델을 일관되게 제공

JVM의 목적은 단순히 “자바를 실행한다”가 아니다.
플랫폼 독립성 제공 (의존성은 코드가 아니라 JVM이 가진다.)
- 자바 코드는 OS에 직접 의존하지 않음
- OS마다 JVM만 있으면 동일한 .class 실행 가능
안정성과 보안 확보 (C/C++에서 흔한 메모리 오류를 구조적으로 차단)
- 직접 메모리 접근 불가
- 포인터 연산 불가
- Bytecode Verifier
  - 잘못된 타입 접근 방지
  - 스택 오버플로우 구조 검증
성능 최적화의 중앙 집중화 (개발자는 비즈니스 로직에 집중, 성능은 JVM이 책임)
- JIT 컴파일
- Hot Code 감지
- 인라이닝, 루프 최적화
- CPU 특화 최적화
대규모 서버 환경에 적합한 실행 모델 (웹 서버, WAS, 대규모 백엔드에서 표준 실행 환경이 됨)
- 멀티스레드 지원
- 대용량 메모리 관리
- 다양한 GC 전략 제공
- 장시간 실행 프로세스 안정성

JVM은 JRE안에 들어있고, JRE는 JDK안에 들어있다.
   JVM
    ↓
   JRE
    ↓
   JDK

플랫폼 독립성 자동 확보

OS/CPU 이식성 확보

[ Kotlin / Scala / Groovy ]
            ↓
      JVM Bytecode
            ↓
          JVM
            ↓
      OS / Hardware

항목	설명
워밍업 시간	JVM 시작 후 JIT 컴파일이 완료되기 전까지 초기 실행 속도가 느리다.
메모리 오버헤드	JVM 자체가 메모리를 점유한다. C/C++ 대비 메모리 사용량이 높다.
STW (Stop-The-World)	GC 실행 중 애플리케이션 스레드가 일시 정지된다. 실시간성이 중요한 시스템에서 문제가 될 수 있다.
네이티브 성능 한계	C/C++ 대비 시스템 자원 직접 접근이 불가능해 극한의 성능이 필요한 영역에서 불리하다.

주의: 서버리스(Lambda, Cloud Run 등) 환경에서는 JVM 콜드 스타트 시간이 응답 지연으로 직결된다. 이런 환경에서는 GraalVM Native Image나 경량 런타임을 고려해야 한다.