💚 자료구조 - Java 메모리 구조(Stack, Heap)

자바 메모리 구조

출처 : 이미지

자바 프로그램이 실행되면 JVM(자바 가상 머신)은 OS로부터 메모리를 할당 받고 그 메모리를 용도에 따라서 여러 영역으로 나누어 관리한다.

JVM의 메모리 공간(Runtime Data Area)는 크게 Method(Static) 영역, Stack 영역, Heap 영역으로 구분되고 데이터 타입(자료형)에 따라 각 영역에 나눠서 할당되게 된다.

class Solution {
    public int solution void main(String[] args) { // 매개변수
        int answer = 10; // 지역변수
    }
}

public calss Counter {
	private int state = 0; // 인스턴스 변수
    public static int gage = 100; // 클래스 변수

	public int get() {
	   return state;
	}
}

변수명	선언 위치	설명
클래스 변수	클래스 영역	클래스 영역에서 타입 앞에 static이 붙는 변수, 객체를 공유하는 변수로 여러 객체에서 공통으로 사용하고 싶을 때 정의
인스턴스 변수	클래스 영역	클래스 영역에서 static이 아닌 변수, 개별적인 저장 공간으로 객체/인스턴스마다 다른 값 저장 가능
지역 변수	메서드 영역	메서드 내에서 선언되고 메서드 수행이 끝나면 소멸되는 변수, 초깃값을 지정한 후 사용할 수 있음
매개 변수	메서드 영역	메서드 호출 시 ‘전달하는 값’을 가지고 있는 인수

메모리 구조

• 애플리케이션에 할당되는 메모리는 내부적으로 여러 영역으로 나뉨

• stack 메모리 : 함수나 메서드의 지역 변수(local variable)와 매개 변수(parameter)가 저장됨. 함수나 메서드가 호출될 때마다 스택 프레임(stack frame)이 쌓임.

• heap 메모리 : 객체가 저장됨.

Method(Static) 영역

• JVM이 동작해서 클래스가 로딩될 때 생성

• JVM이 읽어들인 클래스와 인터페이스에 대한 런타임 상수 풀, 멤버 변수(필드), 클래스 변수(Static 변수), 상수(final), 생성자(constructor), 메서드(method) 등을 저장하는 공간

• Method(Static) 영역에 있는 것은 어느곳에서나 접근 가능

• Method(Static) 영역의 데이터는 프로그램의 시작부터 종료가 될 때까지 메모리에 남아있음.

Stack 영역

• 기본 자료형, 지역변수, 매개변수가 저장되는 메모리

• 메서드 내부의 기본 자료형에 해당하는 변수 적재

• Heap 영역에 생성된 데이터의 참조 값이 할당됨

• 메서드가 호출될 때 메모리에 할당, 메서드 종료시 메모리에서 삭제됨.

• 자료구조 Stack 구조, LIFO(Last In First Out)

• 각 Thread 마다 자신만의 Stack을 가짐

• Thread는 다른 Thread에 접근할 수 없으나 static, Heap 영역을 공유하여 사용 가능하다.

Heap 영역

• JVM이 관리하는 프로그램 상에서 데이터를 저장하기 위해 런타임 시 동적으로 할당하여 사용하는 영역 참조형(Reference Type) 데이터 타입을 갖는 객체(인스턴스), 배열 등이 저장되는 공간

• 단 Heap 영역에 있는 오브젝트들을 가리키는 레퍼런스 변수는 stack에 적재

• Heap 영역은 Stack 영역과 다르게 보관되는 메모리가 호출이 끝나더라도 삭제되지 않고 유지됨. 그러다 어떤 참조 변수도 Heap 영역에 있는 인스턴스를 참조하지 않게 된다면, GC(가비지 컬렉터)에 의해 메모리에서 청소됨.

• Stack은 스레드 갯수마다 각각 생성되지만 heap은 몇개의 스레드가 존재하든 상관없이 단 하나의 heap 영역만 존재

그림 설명

public class MemoryExample {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 10;          // 기본 타입 (스택)
        String name = "John"; // 참조 타입 (힙)
        
        Person person1 = new Person("Alice", 25);  // 객체 생성 (힙)
        Person person2 = person1;  // 참조 복사
    }
}

class Person {
    String name;     // 참조 타입 필드
    int age;         // 기본 타입 필드
    
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

스택(Stack) 메모리 특성

• args: 메인 메서드의 인자
• x: 숫자 10
• name: 문자열을 가리키는 주소
• person1, person2: 객체를 가리키는 참조값
• 특징 : 후입선출(LIFO) 구조, 정적 메모리 할당

힙(Heap) 메모리 특성

• “John”이라는 문자열 객체
• Person 객체 (name과 age 가지고 있음)
• 특징 : 동적 메모리 할당, 가비지 컬렉터 관리

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참고 🙇🏻‍♀️

참고한 블로그1

참고한 블로그 2