02.자바와 절차적/구조적 프로그래밍_1

자바 프로그램의 개발과 구동

• JVM (Java Virtual Machine) : 가상기계

• 배포되는 JDK, JRE, JVM은 편의를 위해 JDK가 JRE를 포함하고 다시 JRE는 JVM을 포함하는 형태로 배포된다.
• 기존 언어로 작성한 프로그램은 각 플랫폼(하드웨어와 OS의 조합)용으로 배포되는 설치 파일을 따로 준비해야 하지만 자바 개발자는 본인이 사용중인 플랫폼에 설치된 JVM용으로 프로그램을 작성하고 배포하면 각 플랫폼에 맞는 JVM이 중재자로서 각 플랫폼에서 프로그램을 구동하는 데 아무문제가 없도록 해준다. (write once run anywhere)
• JDK = jave development kit = 자바 개발 도구 JRE = java runtime environment = 자바 실행 환경 JVM = java virtual machine = 자바 가상 기계

 

 

프로그램이 메모리를 사용하는 방식

모든 프로그래밍 언어의 공통된 메모리 사용방식이다.

객체지향프로그램에서는 데이터 저장 영역을 다시 세 개의 영역으로 분할해서 사용한다. (T 메모리 구조)

 

자바에 존재하는 절차적 /구조적 프로그래밍의 유산

• 절차적 프로그래밍 == goto를 쓰지 말라는 것
• 자바의 예약어 (다른 언어의 const 역할을 자바에서는 final이 대신하고 있다)

 

• 자바에서 goto를 사용하지 않는 이유 : goto를 사용하게 되면 프로그램의 실행 순서가 인간이 이해하기에 너무 복잡해질 가능성이 있기 때문. 프로그램을 논리적으로 잘 구성하면 모두 피할 수 있는 것.
• 구조적 프로그래밍 == 함수를 쓰라는 것
• 함수를 쓰면 좋은 이유 : 중복코드를 한 곳에 모아서 관리할 수 있고, 논리를 함수 단위로 분리해서 이해하기 쉬운 코드를 작성할 수 있음.
• 공유 사용시 문제가 발생하기 쉬운 전역 변수보다는 지역 변수를 쓰라는 구조적 프로그래밍의 지침도 있다.

 

• 객체지향언어에서 절차적/구조적 프로그래밍의 유산은 메서드 안에서 확인할 수 있다. 제어문이 존재할 수 있는 유일한 공간이 매서드 내부이기 때문
• Q.함수와 메서드는 무엇이 다르냐? A. 전혀 다르지 않다. 굳이 차이점을 찾는다면 함수는 클래스나 객체와 아무 관계가 없지만 매서드는 반드시 클래스 정의 안에 존재해야 한다는 것. 객체지향에서 클래스 외부에 존재할 수 있는 것은 없다.

 

 

다시 보는 main() 매서드 : 매서드 스택 프레임

• main() 매서드는 프로그램이 실행되는 시작점.
• Start.java가 한 줄씩 실행될 때마다 T메모리 변화 살펴보기

public class Start{
	public static void main(String[] args){
		System.out. printIn("Hello OOP!!!");
	}
}

1. JRE는 먼저 프로그램 안에 main()매서드가 있는지 확인. JRE는 Start 클래스에서 main() 메서드를 발견할 것
2. main() 메서드의 존재가 확인되면 JRE는 프로그램 실행을 위해 JVM에 전원을 넣어 부팅한다.
3. JVM이 맨 먼저 하는 일을 전처리라고 한다. JVM은 가장 먼저 java.lang 패키지를 T 메모리의 스태틱 영역에 가져다 놓는다. (모든 자바프로그램은 java.lang 패키지를 포함한다

1. JVM은 개발자가 작성한 모든 클래스와 임포트 패키지를 스태틱 영역에 가져다 놓는다.

💡

main() 메서드가 실행되기 전 JVM에서 수행하는 전처리 작업들 - java.lang 패키지를 T 메모리의 스태틱 영역에 배치한다. - import된 패키지를 T 메모리의 스태틱 영역에 배치한다. - 프로그램 상의 모든 클래스를 T 메모리의 스태틱 영역에 배치한다.

1. main() 메서드의 스택 프레임이 스택영역에 할당된다. (여는 중괄호를 만날 때마다 스택 프레임이 하나씩 생긴다. 클래스 정의를 시작하는 중괄호 제외)

1. 메서드의 인자 args를 저장할 변수 공간을 스택 프레임의 맨 밑에 확보.

1. main() 메서드 안의 첫 명령문을 실행
2. System.out. printIn("Hello OOP!!!") 구문이 실행된 후 T 메모리에는 아무런 변화가 없다.

 

Q. T 메모리에 변화가 없는 이유?

A. 여는 중괄호로 스택 프레임이 만들어지고 닫는 중괄호로 스택 프레임이 소멸된다. main() 메서드가 끝나면 JRE는 JVM을 종료하고 JRE 자체도 운영체제 상의 메모리에서 사라진다. 그럼 T 메모리도 이제 그 운명을 다하고 사라지게 된다.

 

 

변수와 메모리 : 변수! 너 어디 있니?

public class Start2 {
	public static void main(String[] args) {
		int i;
		i = 10;
		
		double d = 20.0;
	}
}

1. Start2.java의 2번째 줄을 실행한 후 T메모리

1. 3번째 줄 실행 : 메모리에 4바이트 크기의 정수 저장 공간을 마련하라는 명령 main()메서드 스택 프레임 안에 밑에서부터 차곡차곡 변수 공간을 마련한다. 현재 변수 i 에는 쓰레기 값이 들어가 있다.

1. 4번째 줄 실행

1. 6번째 줄 실행 : 6번째 줄은 하나의 명령문이 아닌 두개의 명령문이다. 변수를 선언하는 명령문 + 변수에 값을 할당하는 명령문.

 

블록 구문과 메모리 : 블록 스택 프레임

public class Start3 {

	public static void main(String[] args) {
		int i = 10;
		int k = 20;
		
		if(i==10) {
			int m = k+5;
			k = m;
		}
		else {
			int p = k+10;
			k = p;
		}
		
		//k=m+p;
	}

}

• 5번째 줄이 끝났을 때의 T메모리

• 6번째 if블록 : if는 조건에 따라 분기를 일으킨다. 조건이 참이라면 if~else블록 중 위의 블록이 실행될것. 여는 중괄호를 만나면 스택 프레임이 시작된다고 했는데 여기서 만들어지는 스택 프레임은 메서드의 스텍 프레임이 아니라 if문, 그것도 참인 블록의 스택 프레임이다.

• 7번째 줄 : int m = k+5;

• 8번째 줄 : k = m;

• 9번째 줄 : if 블록을 닫는 중괄호를 만나면 if블록 스택 프레임은 스택 영역에서 사라진다.

• 9~12번째 줄은 스택 메모리에 등장해 볼 기회조차 갖지 못했다..
• 14번째 줄은 주석으로 처리되어 있다. 만약 주석을 해재하면 m변수와 p변수가 가지고 있는 값을 더해 k변수에 대입하는 구문인데, 실행하면 컴파일러가 오류라며 컴파일을 거부한다.
• 15번째 줄에 있는 main() 메서드 스택 프레임을 소멸시키는 블록 마침 기호인 닫는 중괄호. T메모리 소멸, JVM기동 중지, JRE가 사용했던 시스템 자원을 운영체제에 반납하게 된다.