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# 프로세스 주소 공간

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![16403278811501\*fwkyPI8Gmzd0Q\_XAGM5\_eA](https://user-images.githubusercontent.com/33995823/189523495-db36e7ab-cae2-43c0-b5bc-c346a33189f8.png)

프로세스 메모리 모델은 기본적으로 `코드, 데이터, 스택` 영역으로 나뉜다.

## 코드 (텍스트) 영역

* 실행할 프로그램의 명령어 코드, 제어문, 상수 등이 저장된다.
* 프로세스가 메모리에 로드되고 나면 더 이상 수정되지 않는다고 봐도 무방하다.

## 데이터 영역

* 전역변수, static 변수가 저장되는 영역이다.
* 구체적으로는 GVAR 영역과 BSS 영역으로 나뉜다.

> GVAR (Global Variable): 초기값 있는 전역변수가 저장되는 영역\
> BSS (Block Started By Symbol): 초기값 없는 전역변수가 저장되는 영역

## 힙 영역

* 런타임에 동적으로 할당되는 메모리 공간이다.
* 언어에 따라 malloc(), new 등의 키워드를 사용해 할당받는다.
* 객체와 같은 레퍼런스 타입의 데이터가 힙 영역에 저장된다.
* 같은 프로세스의 쓰레드들은 힙 영역의 데이터를 공유한다.
* 대부분의 언어에서는 힙 영역에 할당된 자원의 해제를 가비지 컬렉터가 담당한다.
  * 반면 C, C++ 에서는 프로그래머가 직접 free 해주어야 한다.
* 힙 영역에 저장된 데이터의 주소값 자체는 스택 영역에 저장된다.

![1626311640459Screen Shot 2021-07-15 at 10 13 45 AM](https://user-images.githubusercontent.com/33995823/189523512-1e399133-bcd4-4967-9d64-9dec75423d02.png)

## 스택 영역

* 함수의 매개변수, 지역변수, 리턴 주소 등이 저장된다.
* 새로운 함수를 호출하면 새로운 스택 프레임이 생성되고 이 스택 프레임 안에 해당 함수의 데이터가 저장된다.
* 함수가 종료되면 스택 프레임 전체가 pop 된다.

![uc](https://user-images.githubusercontent.com/33995823/189523572-0116e1a9-c36e-46da-856a-078d4b062748.png)

* 스택에 데이터가 너무 많이 쌓여 스택의 한계를 넘어가면 스택 오버플로우 에러가 발생한다. 흔히 재귀함수 깊이가 깊어지면 확인할 수 있다.
* 멀티 쓰레드 환경에서 스택은 쓰레드마다 별도로 할당된다.

  ![스크린샷 2020-07-25 오전 10 26 07](https://user-images.githubusercontent.com/33995823/189523540-c04d5b0d-ff02-42bd-b703-00a82f955683.png)
* 쓰레드는 서로 다른 함수 호출 등 독립적인 실행 흐름을 가져야 하기 때문에 스택 영역을 별도로 가진다.

## JVM 메모리 구조

![8uh8SPy](https://user-images.githubusercontent.com/33995823/189523556-430b0ed5-a66a-400e-987c-97b98bbe956f.png)

## Metaspace 영역

* 자바8 이후로 추가된 영역
  * 자바7 이전까지는 힙 영역 안의 Permanent Generation 영역에 속했었다.
  * Metaspace 영역은 Native Memory 에 위치한다.
  * 힙 영역은 JVM이 관리하지만 Metaspace 영역은 OS가 관리한다.
* 자바 클래스 로더가 클래스 definition 등의 메타 정보를 저장한다.

## Code Cache 영역

* 코드의 수행 빈도와 복잡도 등을 고려하여 JVM이 바로 실행할 수 있는 기계어 코드 일부를 런타임 이전에 미리 컴파일 하여 캐싱 하고있는 영역이다.

> cf) 자바 컴파일 과정
>
> 1. 자바 컴파일러가 소스코드 (.java 파일) 를 바이트코드 (.class 파일) 로 변환
> 2. JIT (Just In Time) 컴파일러가 런타임에 바이트코드를 기계어로 변환

* 캐시 크기는 아주 작기 때문에 컴파일된 기계어 코드 전체를 저장할 수는 없다.

## Shared Libraries 영역

* 네이티브 코드로 작성된 라이브러리가 저장되는 영역이다.
* 네이티브 코드란 자바가 아닌 다른 언어 (C, C++) 로 작성된 코드를 말한다.
  * 대표적으로 Object 클래스의 hashCode() 메소드
* 주로 퍼포먼스 이슈 또는 이미 다른 언어로 구현된 라이브러리를 자바로 포팅하는것을 피하기 위한 용도로 사용된다.

## Thread Stack 영역

* 일반적인 쓰레드 영역과 동일하다.

## Heap 영역

* 효율적인 힙 메모리 관리를 위해 Young 영역과 Old 영역으로 나뉜다. (세대별 구분)

  **Young Generation 영역**

  * 새로운 객체 또는 생긴지 오래되지 않은 객체가 저장되는 영역이다.
  * 가비지 컬렉션중 Minor GC가 수행되는 영역이다.
  * Eden 영역과 Survivor space 영역으로 나뉜다.

    > Eden: 새로 객체가 생성되는 영역\
    > Survivor: Minor GC가 일어나 살아남은 객체들이 저장되는 영역. 매 GC마다 살아남은 객체들은 S0과 S1에 번갈아가며 저장된다.

  **Old Generation 영역**

  * Minor GC를 여러 번 겪으면서도 계속 살아있는 객체들이 저장되는 영역이다.
  * 가비지 컬렉션중 Major GC가 수행되는 영역이다.

\#CS 스터디/운영체제/프로세스 메모리 모델#