Java - JVM, Class, Bytecode

Java Virtual Machine(JVM)

• JVM은 컴파일된 자바 프로그램을 실행하는 가상환경을 말합니다. JVM은 컴퓨터의 OS위에서 돌아가고, Java Program은 JVM 위에서 돌아가죠.
• JVM은 여러 종류가 있고 대부분 JVM Specification에 따라서 개발되었습니다(물론, JVM을 공부하기 위해서 이런 Spec을 읽을 필요는 없죠). 그 중에서는 보통 HotSpot이라는 JVM 구현체를 주로 사용합니다. 얘는 오라클에서 관리하는 Oracle Java와 OpenJDK에서 사용하죠.

Class and Bytecode

• Bytecode는 .class file을 말하며, java source code인 .java를 컴파일하면 생성됩니다. 보통 소스 코드를 그대로 실행한다고 생각하지만, 그렇지 않고요. .java 파일을 컴파일하여 .class로 변환하게 되면 JVM에서는 .class 파일을 실행합니다. 그러면 프로그램이 실행되는 것이죠.
• 간단하게 저에게 다음의 소스 코드가 담긴 test.java 파일이 있다고 하겠습니다.

package com.company;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World and Bytecode!");

        // End of the code
    }
}

• 얘는 .java 파일이죠. 그럼 이제 컴파일을 해줘야 합니다.
• 컴파일하고 나면 Main.class라는 byteCode 파일이 생깁니다.

javac test.java

• 그럼 이제 다음 명령어를 통해서 실행합니다. 그럼, 우리가 원했던 프로그램이 실행되죠.

java Main.class

Java ByteCode 분해하기

• 그냥 텍스트 편집기에서 .class를 읽으면 깨진 문자들이 나오는 것을 알 수 있습니다. 얘를 잘 읽어주려면 JDK에 들어 있는 javap를 사용해야죠.
  • -c는 읽어서 그대로 프린트해서 보겠다는 이야기입니다.

javap -c Main.class

• 읽어보면 다음과 같이 나옵니다. 뜯어봐도 되기는 한데, 일단 저는 필요하지는 않아서 더 뜯어보지는 않겠습니다.
• Java ByteCode에 대한 자세한 내용은 여기에서 자세하게 알 수 있습니다.
• 그냥 지금 stack memory에 뭐가 올라갔고, 뭐가 로드되었고, 어떤 메소드를 실행했는지 등에 대해서 가 나와 있는거죠.

Compiled from "test.java"
class com.company.Main {
  com.company.Main();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #7                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #13                 // String Hello, World and Bytecode!
       5: invokevirtual #15                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}

Wrap-up

• 이전에는 Java Code, Java ByteCode가 조금씩 헷갈렸는데, 이제는 그정도 레벨에서의 구분은 헷갈리지 않을 것 같네요. 그리고, Java ByteCode를 어떻게 뜯어볼 수 있는지도 알게 되었죠.
• 만약 제가 Java Code를 짠 다음에 제 코드가 어떻게 돌아가는지에 대해서 정확하게 알고 싶다면, 혹은 제가 알수없는 다른 오류가 나온다면 ByteCode로 변환한 다음 해석해보면 더 잘 알 수 있지 않을까 싶네요.