[JVM] 실행 엔진(Execution Engine)과 JIT, 인터프리터

참조 : 

https://inpa.tistory.com/entry/JAVA-%E2%98%95-JVM-%EB%82%B4%EB%B6%80-%EA%B5%AC%EC%A1%B0-%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EC%98%81%EC%97%AD-%EC%8B%AC%ED%99%94%ED%8E%B8

☕ JVM 내부 구조 & 메모리 영역 💯 총정리

 

https://coding-factory.tistory.com/828

[Java] 자바 JVM 내부 구조와 메모리 구조에 대하여

 

실행 엔진 (Execution Engine)

 

 

클래스 로더를 통해 동적으로 로드된 .class 파일(컴파일러에 의해 바이트 코드 변환된 이후)을 실행 엔진은 명령어 단위로 읽어들인다.

자바 바이트 코드(*.class)는 기계가 바로 수행할 수 있는 언어보다는 가상머신이 이해할 수 있는 중간 레벨로 컴파일 된 코드이다. 그래서 실행 엔진은 이와 같은 바이트 코드를 실제로 JVM 내부에서 기계가 실행할 수 있는 형태로 변경해준다.

 

1. 실행 엔진은 클래스 로더가 런타임 데이터 영역의 메서드 영역에 클래스를 로드하고 나서 그 클래스의 바이트코드를 실행한다.

 

2. 클래스 로더는 .class 파일을 읽어들여 JVM 내부의 정의된 데이터 구조에 맞게 변환하고, 메서드 영역에 클래스에 관한 정보를 저장한다. 이 정보에는 클래스, 인터페이스, 메서드, 변수 등에 대한 메타데이터가 포함된다.

 

3. 이 수행 과정에서 실행 엔진은 인터프리터와 JIT 컴파일러 두 가지 방식을 혼합하여 바이트 코드를 실행한다.

실행 엔진은 이 메타데이터와 함께 클래스의 바이트코드를 사용하여 실제 연산을 수행한다. 실행 엔진은 인터프리터 방식으로 바이트코드를 한 줄씩 실행하거나, JIT 컴파일러를 사용하여 성능이 중요한 코드를 네이티브 코드로 변환하여 실행할 수 있다.

 

 

 

JIT과 Interpreter

 

 

Java 애플리케이션의 성능은 JVM(Java Virtual Machine)의 실행 엔진에 의해 크게 좌우된다. 이 실행 엔진은 인터프리터와 JIT(Just-In-Time) 컴파일러의 두 가지 주요 구성 요소를 혼합하여 사용한다.

 

인터프리터의 역할

 

인터프리터는 JVM이 시작될 때 즉시 실행할 수 있게 해주는 바이트코드의 한 줄씩 해석하고 실행하는 간단하면서도 효율적인 방법을 제공한다.

이 방식의 주된 장점은 빠른 시작 시간과 작은 메모리 사용량이지만, 인터프리터만을 사용할 경우, 같은 코드를 반복해서 해석해야 하므로 실행 속도가 느려질 수 있다.

 

JIT 컴파일러

 

반면, JIT 컴파일러는 바이트코드를 시스템의 네이티브 코드로 변환하여 실행의 효율을 대폭 향상시킨다.

 

JIT 컴파일러는 프로그램 실행 중에 바이트코드를 분석하고, 가장 자주 실행되는 부분(핫스팟)을 식별하여 이를 최적화된 네이티브 코드로 컴파일한다. 이렇게 컴파일된 코드는 메모리에 캐시되어, 다음에 같은 코드가 실행될 때 빠르게 접근하고 실행될 수 있다.

 

혼합 사용

JVM은 이 두 방법을 전부 사용한다.

초기에는 인터프리터 방식으로 프로그램을 실행하여 빠른 시작 시간을 제공하고, 프로그램이 '워밍업'되면서 자주 실행되는 코드를 JIT 컴파일러로 컴파일하여 실행 속도를 향상시킨다. 이러한 접근 방식은 빠른 시작 시간과 최적화된 실행 속도 두 가지를 모두 달성할 수 있게 해준다.