[JAVA] static과 JVM의 메모리 모델

📄 static 메서드란?
객체의 생성 없이 클래스 이름을 통해 직접 호출할 수 있는 메서드입니다.

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static 메서드는 static이 붙어있는 메서드(static멤버는) 클래스를 사용하는 시점에서 자동으로 static-zone에 로딩됩니다. 정적 메서드 코드는 프로그램이 실행될 때 메모리의 static-zone에 로드되며, 메서드 호출 시 실행됩니다.

❓ main(시작) 클래스는 왜 객체생성없이 (new)로 객체 생성하지 않았는데 실행이 되었을까

         public class Static Test{
                 public static void main(String[] args) {
                         System.out.println(”Hello Java:);
                }
        }

main 클래스의 동작 방식

1. run을 통해 실행하게 되면 내부의 JVM이 실행할 클래스를 찾습니다.
2. 찾은 후에 설계된 클래스(파일)가 실행이 되려면 메모리 위에 올라와야 하는데, new를 하지 않은 상황에선 static 키워드가 붙어있는 멤버들( static 키워드가 붙은 메서드는 main) 정해진 메모리(static-zone) 위치에 한번 자동으로 로딩이 됩니다. → static 멤버들은 클래스를 사용하는 시점 즉, 클래스이름.메서드이름으로 호출될 때, 에서 딱 한번 Method Area 메모리에 로딩된다는 점이 중요합니다. 위의 코드에서는 main() 메서드가 static이기 때문에 메모리에 자동으로 로딩합다.
3. JVM이 static-zone에서 main() 메서드를 호출합니다.
4. 호출된 메서드를 Call Stack Frame Area(Stack Area)에 push(기계어 코드를 넣고)한 뒤 동작을 시작한다.

** Stack이 텅 비어있으면 현재 모든 프로그램이 종료된 상황 **

https://yang-droid.tistory.com/52

 

//Math 클래스 안에 static으로 작성된 클래스들

public class Math {
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }


    public static int multiply(int a, int b) {
        return a * b;
    }
}


public class Main {
    public static void main(String[] args) {
    
        int sum = Math.add(5, 3);
        System.out.println("더하기: " + sum);


        int multiple = Math.multiply(4, 2);
        System.out.println("곱하기: " + multiple);
        
    }
}

//출력 -> 더하기 : 8 / 곱하기 : 8

위의 코드에서 Math 클래스에는 두 개의 정적 메서드인 add와 multiply가 있습니다. 이 메서드들은 static 키워드로 선언되었기 때문에 클래스의 인스턴스를 생성하지 않고도 직접 접근하여 사용할 수 있습니다. 접근하는 방법은 dot( . ) 연산자를 이용하여 클래스이름.(static)메서드이름으로 매개변수를 전달하여 호출할 수 있습니다.

클래스이름.메서드이름

자주 사용하거나 빈번하게 사용하는 클래스 멤버들은 static으로 설정하여 멤버에 접근이 용이하도록 작성해주는 것이 좋습니다. ****static 메서드는 클래스의 인스턴스 없이도 호출되며, 간편하게 사용할 수 있습니다.

 

💡 none-static 메서드의 접근 방법 (인스턴스 메서드 / static이 붙지 않음)
- 객체를 생성해서 메모리에 로딩시켜야 합니다.

 

//Myutil1 클래스로 static이 작성되지 않음.

public class Myutil1 {
    public int hap(int a, int b ) {
        int v = a+b;
        return v;
    }
}


//main 메서드의 클래스
import model.Myutil1;

public class NoneStaticAccess {
    public static void main(String[] args) {
    
        int a = 10;
        int b = 16;
     //static이 아닌 클래스를 사용한다면 객체를 생성해주면 된다.
     
        Myutil1 ut = new Myutil1();
        int sum = ut.hap(a,b);
        System.out.println("sum = " + sum);
    }
}

 

💡 Method Area : 메서드의 기계어 코드가 할당되는 메모리 공간 / static 멤버들의 할당되는 메모리 공간

💡 Heap Area : 객체가 생성(new)되는 메모리공간

 

https://velog.io/@yonii/JAVA-Static이란

 

💡 JVM내에서의 메모리 모델

 

.크게 4가지로 구분지어서 확인할 수 있습니다.

1. Method Area : static-zone과 none-static-zond으로 구성되어 있으며, 메서드의 바이트코드(기계어코드)가 할당되는 공간입니다. static 멤버들은 static-zone에 할당됩니다.
2. Heap Area : 실제 객체가 생성되는 메모리 공간(new 연산자) / Java 프로그램의 메모리 구조 중 하나이며, 메모리 관리와 객체의 동적 생성 및 소멸에 중요한 역할을 합니다. GC(Garbage Collector)에 의해서 메모리가 수집됩니다. Heap Area는 우리가 객체를 생성되기 때문에 객체를 사용 후에는 소멸이 되어야 하는데, 메모리 계속 쌓이게 되면 용량을 차지하게 됩니다. 이 후, 객체를 생성할 때 메모리 용량이 부족하면 지연시간이 생기거나 에러가 날 수 있습니다. 이 때, GC라는 프로세스를 통해 Heap Area에 더이상 사용이 되지 않고 남아있는 Garbage 객체들은 주기적으로 clear 해주는 역할을 합니다. GC가 한번 Heap Area를 스캔하며 지나갈 때 각각의 객체가 사용중이라면 , 각각의 스캔 주기를 세대로 설정해줍니다. (맨 처음은 1세대) 이 후, 두번째 프로세스로 돌아왔을 때 기존에 사용중인 게 있다면 2,3,4..세대로 계속 업데이트를 해줍니다. 이 때 , 숫자가 높은 것들부터 GC를 진행하는 것을 Generation이라고 합니다.
3. Thread : 스레드(Thread)는 프로그램 실행의 기본 단위로, 독립적으로 실행될 수 있는 작업 단위입니다. (JVM도 하나의 스레드라고 볼 수 있습니다) 스레드를 사용하면 여러 작업이 동시에 진행되는 것처럼 보이며, 다양한 작업들을 병렬적으로 처리할 수 있습니다. 스레드는 프로세스 내에서 독립적으로 실행되며, 각각의 스레드는 독립적인 작업 공간인 스택(Stack Area - Call Stack Frame Area)과 프로그램 카운터(Program Counter)를 가지고 있습니다. 메서드가 호출되면 메서드의 기계어코드를 할당 받고 메서드가 실행되는 공간(Call Stack Frame Area) - 지역변수, 매개변수들이 만들어지는 공간 PC에 의해서 현재 실행중인 프로그램 위치가 관리된다. LIFO(Last In First Out)구조로 운영되는 메모리공간
4. Runtime Constant Pool (Literal Pool) : 상수 값 할당이 되는 메모리 공간 문자열 중 문자열 상수 (Literal : 리터럴)가 할당되는 메모리공간 (ex) 문자열 = “APPLE” → 리터럴)