🍓 개요
메모리에서의
Stack과 Heap, 그리고 static 변수와 scope의 개념은 프로그래밍에서 변수와 데이터가 처리되는 방식을 설명하는 중요한 개념들이다. 이는 프로그램의 메모리 관리 및 변수의 가시성과 수명에 관한 규칙을 정의한다. 오늘은 예제 코드와 함께 이 요소들의 활성화 되는 과정과 관계를 설명해보겠다. 예제 코드 :
🍋 메모리 구조 활성화 과정
예제 코드의 메모리 상태의 시각화 모습
1. 클래스 로드
제일 먼저 작업을 시작하기에 앞서서 어떤 작업을 해야 하는 클래스를 먼저 메모리에 띄울 수 있도록 클래스를 로드를 한다.
2. Static (정적 변수) 활성화
설명: 클래스가 로드되고 난 후
main 메서드가 실행되기 전에 이 정적 변수들이 메모리에 할당되고 초기화 된다. 이 변수들은 프로그램이 종료될 때까지 유지되며, 남발하게 되면 메모리 누수가 일어날 수 있으므로 조심해야 한다. - 코드 예시: 위의 코드에서 메인이 시작되기전 메모리에 로드된 정보들
static int n2 = 2; static void m1() public static void main(String[] args)
3. 메인 메서드 활성화 및 메인 큐
설명 : 정적 변수의 할당후,
main메서드가 호출되면서 Stack메모리에 할당이 된다. 그와 함께 자동으로main queue역시 자동 생성이 되며 queue에서 순차적으로 코드 라인을 실행해 나간다. 이렇게 main 작업 처리 순서인 queue에 들어오는 것을 이를 enqueue라고 칭하고, 실행후 pop되게 되면 dequeue라고 한다, 메인 메서드에서 queue는 First In First Out 으로 처리해 나간다. - 코드 예시 :
public static void main(String[] args) { System.out.println(1); -----------------------------(1)-------- m1();-----------------------------------------------(2) System.out.println(2);------------------------------(3) main ScopeEx01_01 sc = new ScopeEx01_01();---------------(4) Queue System.out.println(sc.n1);--------------------------(5) sc.m2();--------------------------------------------(6)-------- }
예쁘지 않은 그림이지만, 해당 그림처럼 메인 메소드가 실행되면 그 안의 코드들이 모두
push가 되어 순차적으로 메인 메소드 아래의 코드라인이 실행되어 처리됨과 동시에 pop이되면서 나가게 되는 것이다.4. 함수 호출 순서와 메모리 할당 과정
첫 번째 호출
main 메서드 내에서 함수를 호출하면, 이 함수에 대한 스택 프레임이 생성된다. 이때, 함수의 매개변수와 지역 변수가 스택 메모리에 push되고 실행되며 pop이된다. System.out.println(1) 이 문장이 실행될 때, println 메소드에 대한 정보와 이 메소드에 전달되는 인자 1이 스택에 저장된다.- 코드 예시:
public static void main(String[] args) { System.out.println(1); <-----------------------------queue
두 번째 호출
m1() 메소드가 호출될 때, 이 메소드에 대한 정보가 스택에 저장된다. 만약 m1 메소드 내부에서 지역 변수가 사용된다면, 이 지역 변수들도 스택에 저장된다. 이렇게 메소드가 호출될 경우에는 처리시스템이 branch가 되면서 갈라지며, m1() 메소드의 queue를 형성하게 된다. - 코드 예시:
main queue
public static void main(String[] args) { System.out.println(1); m1(); <----------------------------queue // m1()메소드가 호출 되면서 m1 queue가 새로 생기게됨.
- 코드 예시:
m1 queue
static void m1(){ int n5 = 10; System.out.println("m1 : " + n5); } //static에 할당 될때는 m1이름만 할당되고, 호출이 되어야 중괄호가 열리게 된다. // 이렇게 새로 생긴 m1 queue가 완료가 되면 다시 main queue로 복귀한다.
세 번째 호출
System.out.println(2)이 문장이 실행될 때, println 메소드에 대한 정보와 인자 2가 스택에 저장된다.- 코드예시 :
public static void main(String[] args) { System.out.println(1); m1(); System.out.println(2); <--------------------- queue
네 번째 호출
ScopeEx01 객체가 생성이 된다. ScopeEx01 객체가 생성될 때, 생성자에 대한 정보인 참조값 sc가 스택 메모리에 저장된다. 이 경우 객체 자체(또는 값)는 힙 메모리에 저장되지만, 생성자는 스택 메모리에서 참조변수로 제어를 하게 된다. - 코드예시 :
public static void main(String[] args) { System.out.println(1); m1(); System.out.println(2); ScopeEx01_01 sc = new ScopeEx01_01();<-------------- queue
다섯 번째 호출
System.out.println(sc.n1) 이 문장이 실행될 때, println 메소드에 대한 정보와 이 메소드에 전달되는 인자 sc.n1 (객체 sc의 인스턴스 변수 n1)이 스택에 저장된다. 즉 현재 초기화 되어있는 필드 값 n1 = 1 에 1이 출력된다.- 코드예시 :
public static void main(String[] args) { System.out.println(1); m1(); System.out.println(2); ScopeEx01_01 sc = new ScopeEx01_01(); System.out.println(sc.n1); <----------------------- queue
여섯 번째 호출
객체
sc의 m2 메소드가 호출될 때, 이 메소드에 대한 정보와 이 메소드 내부에서 사용되는 지역 변수들이 스택에 저장됩니다. 그리고 m2()메소드 괄호안의 실행문 들을 m2 queue로 관리하며 실행시키고 pop이 되게 됩니다. - 코드예시 :
public static void main(String[] args) { System.out.println(1); m1(); System.out.println(2); ScopeEx01_01 sc = new ScopeEx01_01(); System.out.println(sc.n1); sc.m2(); <-------------------------- push
함수가 종료되고 결과를 반환하면, 함수에 의해 생성된 스택 프레임은 스택에서
팝(pop)되어 제거가 된다. 이때, 함수의 지역 변수와 매개변수도 스택에서 제거된다.이러한 순서와 방식으로 각 개념이 프로그램 실행 도중 활성화되고 사용된다. 다시 간략히 설명하자면, 정적 변수
(static)는 프로그램 시작 시 초기화되고, 함수가 호출될 때마다 새로운 스택 프레임이 생성되어 매개변수와 지역 변수가 스택 메모리에 저장된다. 함수의 스코프, (즉, 해당 변수가 사용될 수 있는 지역) 지역 변수의 생명 주기를 결정하며, 함수가 종료되면 이들 변수는 스택에서 제거된다.Share article