JVM 메모리 사용량 개요: 세부 분석 및 해석

JVM 메모리 사용량 개요: 자세한 분석 및 해석

요약: JVM 메모리는 Java 애플리케이션 런타임의 중요한 부분이며 JVM 메모리 사용량을 올바르게 분석하고 해석하는 것은 애플리케이션 성능을 최적화하는 데 중요합니다. 이 기사에서는 메모리 모델, 메모리 파티션, 힙 메모리, 스택 메모리, 메소드 영역, 가비지 수집 등을 포함하여 JVM 메모리의 모든 측면을 살펴보고 특정 코드 예제를 통해 JVM 메모리의 사용법을 설명합니다.

1. JVM 메모리 모델
   JVM 메모리 모델은 힙, 스택, 메소드 영역의 세 부분으로 구성됩니다. 힙은 자바 가상 머신이 관리하는 메인 메모리 영역으로 객체 인스턴스와 배열을 저장하는 데 사용된다. 스택은 메소드 호출, 지역 변수 등을 저장하는 데 사용됩니다. 메소드 영역은 클래스 정보, 상수 풀, 정적 변수 등을 저장하는 데 사용됩니다.
2. JVM 메모리 파티션
   JVM 메모리는 Young 영역, Old 영역, Permanent 영역의 세 가지 주요 영역으로 구분됩니다. Young 영역은 주로 새로 생성된 객체를 저장하는 데 사용되며, Old 영역은 생존 시간이 긴 객체를 저장하는 데 사용되며, Permanent 영역은 정적 변수, 상수 및 재활용이 쉽지 않은 기타 객체를 저장하는 데 사용됩니다.
3. Heap 메모리
   Heap 메모리는 JVM에서 가장 큰 메모리 영역으로 생성된 객체 인스턴스를 저장하는 데 사용됩니다. 힙 메모리는 신세대와 구세대로 구분되며, 신세대는 Eden 영역과 두 개의 Survivor 영역으로 나누어진다. Eden 영역이 가득 차면 Minor GC(New Generation Garbage Collection)가 시작되고 살아남은 객체는 Survivor 영역으로 복사됩니다. Survivor 영역이 가득 차면 살아남은 객체는 Old Generation으로 복사되고, 생존하지 않는 객체는 재활용됩니다.
4. 스택 메모리
   스택 메모리는 메소드 호출과 로컬 변수를 저장하는 데 사용됩니다. 각 스레드에는 자체 스택 프레임이 있으며 하나의 스택 프레임은 하나의 메서드 호출에 해당합니다. 스택 프레임에는 지역 변수 테이블, 피연산자 스택, 동적 링크, 반환 주소 및 추가 정보 등이 포함됩니다. 지역 변수 테이블은 메소드에 지역 변수를 저장하는 데 사용됩니다.
5. 메서드 영역
   메서드 영역에는 클래스 정보, 상수 풀, 정적 변수 등이 저장됩니다. Full GC는 메소드 영역에 메모리가 부족할 때 발생합니다. JDK8 이후에는 메소드 영역이 제거되고 로컬 메모리를 사용하여 클래스 정보를 저장하는 Metaspace로 대체되었습니다.
6. 가비지 수집
   JVM은 가비지 수집 메커니즘을 사용하여 사용하지 않는 메모리를 자동으로 재활용하여 메모리 누수를 방지합니다. mark-sweep, copy, mark-compact 등을 포함한 많은 가비지 수집 알고리즘이 있습니다. 가비지 수집기에는 직렬 GC, 병렬 GC, CMS GC, G1 GC 등이 포함됩니다. 각 수집기는 다양한 시나리오에 적합합니다.

다음은 JVM 메모리 사용량을 보여주는 샘플 코드입니다.

public class MemoryUsageExample {
  public static void main(String[] args) {
    // 声明一个数组，占用一定的内存
    int[] array = new int[1000000];

    // 打印JVM的总内存和可用内存
    System.out.println("Total Memory: " + Runtime.getRuntime().totalMemory());
    System.out.println("Free Memory: " + Runtime.getRuntime().freeMemory());

    // 强制进行垃圾回收
    System.gc();

    // 打印JVM的总内存和可用内存
    System.out.println("Total Memory: " + Runtime.getRuntime().totalMemory());
    System.out.println("Free Memory: " + Runtime.getRuntime().freeMemory());
  }
}

위 코드에서는 일정량의 힙 메모리를 차지하는 1백만 개의 정수를 포함하는 배열을 만듭니다. 그런 다음 Runtime类的totalMemory()方法和freeMemory() 메소드를 사용하여 JVM의 총 메모리와 사용 가능한 메모리를 각각 인쇄합니다. 마지막으로 가비지 수집을 강제하고 JVM의 전체 메모리와 사용 가능한 메모리를 다시 인쇄합니다. 두 인쇄의 결과를 비교함으로써 가비지 수집이 메모리에 미치는 영향을 관찰할 수 있습니다.

결론: JVM 메모리 사용량을 올바르게 분석하고 해석하는 것은 애플리케이션 성능을 최적화하는 데 중요합니다. JVM 메모리 모델, 메모리 파티션, 힙 메모리, 스택 메모리, 메소드 영역 및 가비지 수집을 이해함으로써 개발자는 Java 애플리케이션의 성능과 메모리 사용량을 더 잘 조정할 수 있습니다.

참고 자료:

• "JVM 아키텍처 이해", Oracle Docs
• "메모리 관리, Java SE 11 Edition", OpenJDK

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