Runtime Data Area

JVM이 프로그램 실행 중 사용하는 메모리 공간을 용도별로 나눈 영역입니다.

전체 구조

┌───────────────── Runtime Data Area ─────────────────┐
│                                                      │
│  ┌──────────────────────────────────────────────┐   │
│  │          Method Area (= Metaspace)            │   │
│  │          모든 스레드 공유                       │   │
│  ├──────────────────────────────────────────────┤   │
│  │          Heap                                 │   │
│  │          모든 스레드 공유                       │   │
│  └──────────────────────────────────────────────┘   │
│                                                      │
│  ┌─── 스레드 A ───┐  ┌─── 스레드 B ───┐  ...       │
│  │  JVM Stack     │  │  JVM Stack     │             │
│  │  PC Register   │  │  PC Register   │             │
│  │  Native Stack  │  │  Native Stack  │             │
│  └────────────────┘  └────────────────┘             │
└──────────────────────────────────────────────────────┘

공유 영역 (모든 스레드가 함께 사용)

1. Method Area (메서드 영역)

클래스 수준의 정보를 저장하며, JVM 시작 시 생성되고 종료 시 해제됩니다.

저장 내용예시
클래스 메타정보클래스명, 부모 클래스, 인터페이스 목록
필드·메서드 정보이름, 타입, 접근 제어자
static 변수static int count = 0;
Runtime Constant Pool리터럴 상수, 심볼릭 참조

Java 8 이전에는 Heap 내부의 PermGen 영역이 이 역할을 했지만, 크기 제한으로 OutOfMemoryError: PermGen space가 빈번했습니다. Java 8부터는 네이티브 메모리를 사용하는 Metaspace로 대체되어 기본적으로 OS 가용 메모리만큼 자동 확장됩니다.

2. Heap (힙)

new 키워드로 생성되는 모든 객체와 배열이 저장되며, GC의 주요 대상입니다.

┌──────────────────── Heap ────────────────────┐
│                                               │
│  ┌─ Young Generation ─┐   ┌─ Old Generation ─┐│
│  │ Eden │ S0 │ S1     │   │                  ││
│  └─────────────────────┘   └──────────────────┘│
└───────────────────────────────────────────────┘
영역설명
Eden새 객체가 최초 할당되는 공간
Survivor (S0, S1)Minor GC에서 살아남은 객체가 이동
Old Generation오래 살아남은 객체가 승격(Promotion)되는 공간
 
// 이 두 객체 모두 Heap에 저장
String name = new String("hello");   // Heap → Eden
int[] arr  = new int[100];           // Heap → Eden

스레드별 영역 (스레드마다 독립 생성)

3. JVM Stack (자바 가상 머신 스택)

메서드 호출마다 스택 프레임(Stack Frame) 이 하나씩 push되고, 메서드가 종료되면 pop됩니다.

┌─── Stack Frame ───┐
│  Local Variables   │  ← 지역 변수, this, 매개변수
│  Operand Stack     │  ← 연산 중간 값
│  Frame Data        │  ← Constant Pool 참조, 예외 테이블
└────────────────────┘

void foo() {
    int x = 1;      // foo 프레임의 Local Variables에 저장
    bar(x);          // bar 프레임이 push
}
void bar(int a) {
    int y = a + 2;   // bar 프레임의 Local Variables에 저장
}                    // bar 프레임 pop

4. PC Register (프로그램 카운터)

현재 스레드가 실행 중인 바이트코드 명령어의 주소를 저장합니다. 스레드 스케줄링 후 복귀 시 이 값을 참조해 이전 실행 위치를 이어갑니다. 네이티브 메서드 실행 중에는 undefined 상태입니다.

5. Native Method Stack

native 키워드가 붙은 JNI(Java Native Interface) 메서드를 위한 별도 스택입니다. C/C++ 등 네이티브 코드가 이 영역에서 실행됩니다.

영역별 비교 요약

영역공유 범위생명주기주요 에러
Method Area전체 스레드JVM 시작 ~ 종료OutOfMemoryError: Metaspace
Heap전체 스레드GC가 관리OutOfMemoryError: Java heap space
JVM Stack스레드별스레드 시작 ~ 종료StackOverflowError
PC Register스레드별스레드 시작 ~ 종료에러 없음
Native Method Stack스레드별스레드 시작 ~ 종료StackOverflowError

실행 예시로 보는 메모리 배치

public class Main {
    static int total = 0;              // Method Area

    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person("Kim");  // p → Stack, 객체 → Heap
        total = p.getId();             // total → Method Area 갱신
    }
}

Method Area : Main 클래스 메타정보, static int total
Heap        : Person 객체 {"name": "Kim"}
JVM Stack   : main() 프레임 → 지역 변수 p (Heap 객체를 가리키는 참조)
PC Register : 현재 실행 중인 바이트코드 주소

핵심 정리

Runtime Data Area는 공유 영역(Method Area, Heap)과 스레드별 영역(JVM Stack, PC Register, Native Method Stack)으로 나뉩니다. 면접에서 가장 자주 나오는 포인트는 Heap의 세대별 GC 구조, Stack과 Heap의 저장 대상 차이, 그리고 Java 8 이후 PermGen → Metaspace 전환입니다.

CSLOG에서 보기