JVM 기술세미나 작성

_posts/2023-12-01-RDBMS.md

@@ -4,7 +4,8 @@ title: RDBMS의 조회과정, 쿼리실행계획 중요성
 author: 정지용
 categories: 기술세미나
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_posts/2024-02-02-JVM.md

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+layout: post
+title: JVM
+author: 정지용
+categories: 기술세미나
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+  tags: [JVM, JAVA, Jit, Jrockit, WORA, 기술세미나]
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+
+
+# JVM
+
+반갑습니다.
+지난시간 RDBMS에 이어 이번에는 JVM을 주제로 기술세미나 발표를 한 정지용 입니다.
+
+## [1. 개요]
+
+우리가 자바를 공부하고, 스프링을 쓰고 있지만
+
+기업의 니즈 때문에 라는 이유를 빼고, 왜 자바를 쓰는지 생각해보신적 있으신가요?
+
+제가 생각하는 자바를 쓰는 이유는 객체지향이라는 개념적인 부분도 있겠지만
+
+우리가 도커를 사용하듯 OS에 종속이 최소인 기술적 장점도 있기 때문이라 생각합니다.
+
+이번 시간에는 JVM이란 무엇인지 일부 알아보는 시간을 가져보고자 합니다.
+
+<hr>
+
+## [2. JVM란?]
+
+![image](https://github.com/Kernel360/blog-image/blob/main/2024/0202/1.png?raw=true)
+
+JVM은 이름 그대로 자바를 가상의 환경에서 작동시켜주는 소프트웨어입니다.
+
+WORA 원칙을 가지고 있어 한번 작성하면 어디서든 동일하게 실행 할 수 있도록 설계되었습니다.
+
+JVM의 요소는 아래와 같은 항목들이 존재합니다.
+
+이 항목들을 10분이라는 짧은 시간동안 전부 알기엔 부족하므로, 초록색 글씨의 2가지만 살펴보고자 합니다.
+
+<hr>
+
+## [3. C vs JAVA]
+
+![image](https://github.com/Kernel360/blog-image/blob/main/2024/0202/2.png?raw=true)
+
+이 과정을 알기 위해선 불가피하게 C와 JAVA의 컴파일 과정 차이를 알아야 합니다.
+
+C언어는 이미지의 왼쪽처럼 다양한 과정을 통해 결국 기계어로 변환하여 CPU의 명령어 세트에 맞춰지고,
+
+이로 인해 다른 CPU에서 동일한 코드를 실행하려면 그에 맞는 재컴파일을 해야합니다.
+
+이번에 맥OS 환경에서 구축 된 도커 이미지를 vultr에 도커 컨테이너로 올려보셨다면
+
+아키텍쳐가 달라서 실행이 불가하다는 이슈를 접하셨을텐데, 매우 유사한 시나리오 입니다.
+
+자바는 그에 비해 우리가 작성한 소스 코드를 바이트 코드로 변환합니다.
+
+JVM은 이 바이트 코드를 OS에 맞는 네이티브 코드로 변환하고 실행합니다.
+
+이 역할을 해주는 담당자가 JVM의 요소중 누구냐면 바로 다음장에 나오는 Jit Compiler 입니다.
+
+<hr>
+
+## [4. Jit Compiler]
+
+![image](https://github.com/Kernel360/blog-image/blob/main/2024/0202/3.png?raw=true)
+
+오른쪽 이미지를 보시면 HotSpot VM 라는 아키텍처 이미지가 있는데,
+
+간단히 말하자면 Hotspot VM은 JVM을 실행하는 런처와 스레드 관리, JNI 관리 등을 하는 곳이고
+
+테트리스 맞추듯 GC와 컴파일러를 끼워맞춰 사용합니다.
+
+C 컴파일러는 한번 컴파일을 요구하면 바이트 코드까지 한번에 만들어 버리는데,
+
+자바는 실제 애플리케이션 실행에 필요한 네이티브 코드를 만드는 책임을 JVM에게 넘겼습니다.
+
+그렇기 때문에 JVM은 항상 바이트 코드로 시작하여 동적으로 네이티브 코드로 바뀝니다.
+
+모든 코드는 이미지에 보이는 인터프리터에 의해 어떤 코드들이 있는지 인지는 되지만
+
+실질적인 컴파일은 해당 코드가 많이 사용되는 우선순위에 따라 결정됩니다.
+
+그 결정을 담당하는건 옵티마이저가 하고,
+
+수행카운터와 백에지카운터라는 두개의 카운터에 의해 우선순위가 결정됩니다.
+
+쉽게 풀어서 말하자면 수행카운터는 메서드가 시작 할 때마다 증가하는 값이고
+
+백에지 카운터는 메서드가 얼마나 반복적으로 수행되는지를 체크하는 값입니다.
+
+그렇게 결정된 우선순위에 따라 큐에 컴파일요청을 쌓게되고, 컴파일러는 순서대로 컴파일을 합니다.
+
+JVM 옵션에서 백에지 카운터 수치를 조정 할 순 있지만
+
+VM튜닝을 하는 것이 아닌이상 보편적으로 손댈일은 잘 없지않을까 싶습니다.
+
+이 덕분에 자바의 JVM은 한번 작성한 코드를 어디서든 실행 할 수 있는 WORA를 준수하게 됩니다.
+
+
+<hr>
+
+## [5. JVM의 종류]
+
+![image](https://github.com/Kernel360/blog-image/blob/main/2024/0202/4.png?raw=true)
+
+이제 JIT 컴파일러의 최적화 과정을 말씀드릴까 하는데
+
+이 JVM이라는 것도 목적에 따라 종류가 매우 다양합니다.
+
+첫번째 이 Jrockit은 밑의 핫스팟이 쓰이기전에 나온 초기버전입니다.
+
+두번째 핫스팟 JVM은 요즘 자바에서 쓰이는 표준 JVM이라 이해하시면 되겠습니다.
+
+세번째는 IBM에서 개발한 것으로 경량화되어 임베디드나 클라우드 환경에서 쓰이고 이클립스 재단에서 관리하고 있습니다.
+
+그랄VM은 자바뿐만 아니라 자바스크립트, 파이썬, 루비처럼 다른 언어도 지원하는 것이 특징입니다.
+
+중국어처럼 보이는 아줄 징 JVM은 놀랍게도 미국회사이고, GC 성능이 강조된 고성능 JVM인 것이 특징입니다.
+
+네이버 클라우드 플랫폼도 이 아줄 JVm을 사용 및 서비스합니다.
+
+종류가 이만큼 많다는건? 내부 구조도 다 다르다는 이야기입니다.
+
+우리는 그중 첫번째 J락킷의 컴파일러로 알아보려고 합니다.
+
+## [6. Jrockit의 최적화 - 구조]
+
+![image](https://github.com/Kernel360/blog-image/blob/main/2024/0202/5.png?raw=true)
+
+첫 부팅때는 모든 메서드에 대해 최초 컴파일을 거친다면 오버헤드로 인해 느릴 수 있지만
+
+앞서 설명한 JIT 옵티마이저, 컴파일러로 인해 시작은 느려도 판단에 따라 최적화가 이뤄지므로
+
+지속적으로 수행 할 수록 더 빠른 처리가 이루어집니다.
+
+두번째 스레드 모니터는 샘플러스레드가 어떤 스레드들이 동작중인지, 수행내역을 관리합니다.
+
+이를 통해 어떤 메서드가 많이 쓰이는가 최적화 대상을 탐색합니다.
+
+마지막으로 샘플러 스레드가 식별한 대상을 최적화하며
+
+수행중인 어플리케이션에 영향을 주지 않습니다.
+
+## [6. Jrockit의 최적화 - 코드]
+
+![image](https://github.com/Kernel360/blog-image/blob/main/2024/0202/6.png?raw=true)
+
+첫번째와 같이 Class A에서 Class B를 사용하고 void foo()를 통해 y, z에 b.get()을 대입하여 sum을 하는 코드가 있다고 가정해봅시다.
+
+1. final method의 inline 처리를 합니다. b.get()을 b.value로 바꾸어 메서드콜로 인한 성능저하를 개선합니다.
+2. z,y 값이 동일하므로 z에 y를 할당하여 불필요한 호출 부하를 제거합니다.
+3. z와 y가 동일하므로 불필요 변수 z를 y로 변경합니다.
+4. 3의 과정으로 y=y가 되었으므로 데드코드를 삭제합니다.
+
+이러한 최적화 과정을 통해 우리가 코드를 작성하면서 가독성을 살리기위해
+
+같은 변수를 여러번 사용, 대입하여도 성능에 지장을 최소화 하도록 하게됩니다.
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+마치 우리가 코드 리팩토링을 하는 과정과 비슷하죠?
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+이렇게해서 JVM의 OWRA의 의미가 무엇인지, 바이트코드는 어떤 과정으로 컴파일 되는지
+
+컴파일에 쓰이는 많은 JVM중 가장 기초적인 Jrockit의 최적화 과정을 살펴보았습니다. 감사합니다.
+
+