[Java 심화] 변수가 메모리에 담기는 과정과 스택 프레임과 만남

이번 시간에는 바로 전에 말 했던 메모리와 JRE, JVM의 관계 에서 조금 더 깊게 들어가서 스택 프레임이 어떻게 생기고 스택 프레임이 어떤 과정으로 사라지며, static 영역에는 어떤 데이터가 담기는지 정확히 알아보자.

스택 프레임의 생존 기간

스택 프레임의 생존 기간에 대해 정확히 알아보자.

public class Post02 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello");
    }
}

class Post03 {
    void greeting(){

    }

    void sayHello(){

    }
}

 

위와 같은 코드에서 데이터 메모리 구조를 정확하게 그려보자면 static 영역에는 Post02, Post03가 담기는 다음과 같은 구조가 될 것이다.

근데 위의 그림은 프로그램이 해석되는 시간의 영향을 전혀 받지 않고 작성되었다. 왜냐? Post03 클래스는 main()의 스택 프레임 이 사라지고 나서 생성되어야 하는데, 같이 있기 때문에.

 

그럼 이를 통해 알 수 있는 것은 스택 프레임이 생성되고, 종료되는 과정이 있다는 것.

 

근데 그 과정을 가장 쉽게 설명하자면 중괄호가 시작하는 부분에서 스택프레임이 생성되고 중괄호가 끝나는 부분에서 스택프레임이 종료된다.

 

Stack 프레임에 변수가 담기면?

정확히 말 하면 우리는 지금까지 데이터 영역을 변화시키지 않았다. 단지 스택 프레임의 생성과 파기의 과정만 보았을 뿐 변수를 할당하거나 해제한 적이 없기 때문에 이제 직접적으로 변수에 대해서 알아보자.

 

public class Post02 {
    public static void main(String[] args) {
        int intVal;

        intVal = 100;

        double doubeVal = 200.0;
    }
}

 

위와 같은 과정을 순서대로 내려가다 보면

1. static 영역에 Post02가 할당되며 그 내부에는 main()메서드가 존재한다.
2. 2번째 줄이 되었을 때, main() 스택 프레임이 시작된다.
3. 3번째 줄이 되었을 때, main() 스택 프레임에 intVal 이라는 공간이 할당된다.
4. 5번째 줄이 되었을 때, main() 스택 프레임에 있는 intVal이라는 공간에 100이 담긴다.
5. 6번째 줄이 되었을 때, main() 스택 프레임에 `doubleVal이라는 공간이 할당됨과 동시게 200.0이 담기게 된다.

 

 

블록 스택 프레임은 뭘까?

아까 위에서 한 말 중에서 중괄호가 시작하는 부분에서 스택프레임이 생성되고 중괄호가 끝나는 부분에서 스택프레임이 종료된다. 기억 하는가?

 

메서드가 시작될 때 중괄호가 시작되기도 하지만 또 중괄호가 생기는 부분이 있다.

 

그렇다 바로 특정 조건에 의해 수행되는 조건문도 중괄호에 묶이게 되는데, 이 것들을 처리하는 것이 바로 블록 스택 프레임 이다.

 

예제를 바로 확인하자.

public class Post02_BlockStackFrame {
    public static void main(String[] args) {
        int val01 = 10;
        int val02 = 20;

        if(val01 == val02) {
            int sum = val01 + val02;
        }else{
            int minus = val01 - val02;
        }
    }
}

위와 같은 코드를 아까와 같이 코드를 읽는 순서에 따라 분류해보자.

 

1. static 영역에 Post02_BlockStackFrame 이 할당되며, 내부에 main()메서드가 생성된다.
2. 2번째 줄이 되었을 때, 스택 프레임에 val01영역이 생기며 10이 할당된다.
3. 3번째 줄이 되었을 때, 스택 프레임에 val02영역이 생기며 20이 할당된다.
4. 5번째 줄에서 중괄호를 만나서 새로운 스택 프레임 블럭 if(true) 블럭을 생성된다.
5. 6번째 줄에서 새로운 스택 프레임 블럭에 sum이라는 변수가 할당되며 계산 결과 값이 할당된다.
6. 7~9 줄 까지 같은 과정이 반복되다가 중괄호가 끝나게 되면 스택 프레임 블럭이 사라진다.

 

5번째 까지 결과와 6번째 결과를 그림으로 도식화 하면 다음과 같다.

왼쪽은 어떤 결과이고 오른쪽은 어떤 결과인지 댓글로 써주길 바란다. ㅎㅎ 상품이 있을 수도...

 

결과적으로 스택 프레임을 소멸시키면 시스템의 자원을 운영체제에게 반납한다.