[Java] 스프링 입문을 위한 자바 객체 지향의 원리와 이해 2장 - 자바와 절차적/구조적 프로그래밍 - T메모리

안녕하세요! 이번 글에서는 자바의 프로그램 실행 구조에서 메모리는 어떻게 사용되는가, 그리고 그 기반이 되는 절차적/구조적 프로그래밍 유산에 대해 살펴보겠습니다.

특히 자바의 실행 환경(JVM)이 어떻게 메모리를 나누고 관리하는지 이해하는 것은,

이후 객체지향과 스프링의 구조를 파악하는 데도 큰 도움이 됩니다.

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🧠 T메모리란?

T메모리는 JVM이 자바 프로그램을 실행할 때 사용하는 메모리 구조입니다.

이 구조는 크게 세 가지 영역으로 나뉘며, 스레드(Thread) 단위로 생성되기 때문에 T메모리(Thread Memory)라고 부릅니다.

메모리 영역	설명
static 영역	클래스와 static 멤버들이 올라가는 공간
stack 영역	메서드 호출 시 생성되는 지역 변수 공간
heap 영역	new로 생성한 객체들이 저장되는 공간

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📦 static 영역 – 클래스의 놀이터

public class Counter {
    static int count = 0;
}

• 클래스나 static 멤버는 처음 호출될 때 JVM의 static 영역에 로드됩니다.
• static 멤버는 프로그램 어디서든 접근 가능하여, 전역 변수처럼 사용됩니다.
• 단, 이로 인해 스레드 간 공유되어 동시성 문제 발생 가능성이 있습니다.

💡 static 변수는 되도록 사용을 최소화하고,

읽기 전용으로 사용할 경우 final static 상수로 선언하는 것이 좋습니다.

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🧱 stack 영역 – 메서드의 놀이터

public static void main(String[] args) {
    int a = 10;
    String name = "Java";
}

• 메서드가 호출되면 스택 프레임이 생성되어, 지역 변수들이 저장됩니다.
• 메서드가 종료되면 해당 스택 프레임은 자동으로 소멸합니다.
• 기본형 타입은 값 자체가 저장, 참조형은 주소값이 저장됩니다.

int x = 5;          // 값 저장
String str = "Hi";  // 주소값 저장 → 실제 객체는 heap에 존재

💡 내부 블록(if, for 등)에서 선언된 변수는 해당 블록의 스택 프레임에만 존재합니다.

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🧶 heap 영역 – 객체의 놀이터

User user = new User("Alice");

• new 키워드를 통해 생성된 객체 인스턴스가 저장됩니다.
• 인스턴스 필드들은 모두 heap 영역에 존재하며, GC(Garbage Collector)가 관리합니다.
• 더 이상 참조되지 않는 객체는 자동으로 소멸합니다.

💡 상속 관계에 있는 객체는 상위 클래스의 인스턴스도 함께 생성되며,

Object 클래스까지 포함됩니다.

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🔄 절차적/구조적 프로그래밍, 그리고 Java

자바는 객체지향 언어이지만, 그 뿌리는 절차적/구조적 프로그래밍에서 출발했습니다.

이를 이해하면 객체지향 개념이 왜 필요한지 자연스럽게 와닿습니다.

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🔁 절차적 프로그래밍

• 프로그램을 위에서 아래로 순서대로 실행하는 방식
• goto 사용은 복잡한 흐름을 만들기 때문에 Java에선 예약어지만 사용 불가

// 이런 식의 흐름이 복잡해지기 때문에 지양
goto line14;

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🧩 구조적 프로그래밍 = 함수 중심

• 중복 코드 제거, 유지보수 용이
• 논리를 함수 단위로 모듈화
• Java에서는 이 개념이 메서드(method)로 이어짐

💡 함수는 클래스와 독립적이지만,

메서드는 클래스 내부에 반드시 존재해야 합니다.

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⚙️ main() 실행부터 메모리까지

Hello, World!를 출력하는 간단한 코드도, 실제로는 복잡한 실행 구조를 가집니다.

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

실행 순서 요약

1. JRE가 프로그램 실행 요청
2. JVM 부팅 및 static 영역 준비
3. java.lang 등 필수 패키지 static에 적재
4. 클래스 로딩 → static 영역에 등록
5. main() 메서드 호출 → stack 프레임 생성
6. 지역 변수 확보 → 코드 실행
7. main() 종료 → 스택 프레임 소멸
8. JVM 종료 → static, heap 메모리 해제

🖼️ [여기에 JVM 실행 다이어그램 삽입]

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📌 변수는 어디에 저장될까?

변수 종류	저장 위치	소멸 시점
전역 변수	static 영역	JVM 종료 시
지역 변수	stack 영역	메서드/블록 종료 시
객체 필드	heap 영역	참조 해제 시 (GC)

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🔄 스레드와 메모리 구조

구분	멀티 스레드	멀티 프로세스
스택 영역	스레드마다 별도	프로세스마다 별도
static / heap 영역	공유	공유하지 않음
메모리 효율	높음	낮음
안전성	동시성 이슈 가능	상대적으로 안전

💡 서블릿(Servlet)은 요청마다 스레드를 생성 → 멀티 프로세스보다 메모리 효율성 높음

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🚨 전역 변수보다 전역 상수!

public class Shared {
    static int value = 55;
}

• 전역 변수는 여러 스레드에서 동시에 수정 가능
• → 데이터 무결성 문제 발생

✅ 올바른 예시

public class Constants {
    public static final int MAX_COUNT = 100;
}

• 읽기 전용 상수로 사용 → 안전 + 공유 가능

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📝 해당 단원을 읽고 배운 점 (TIL)

• JVM이 프로그램 실행을 위해 메모리를 static, stack, heap으로 나누어 관리한다는 점을 알게 되었다.
• 메서드 호출과 블록 스코프의 변수 소멸 타이밍을 이해하면, 예상치 못한 변수 접근 에러를 방지할 수 있다.
• 멀티 스레드 환경에서는 static 영역과 heap을 공유한다는 점에서 전역 변수 사용 시 동기화 이슈에 주의가 필요하다.
• 전역 변수는 피하되, 전역 상수는 적극 활용하자!

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다음 장에서는 본격적으로 객체지향 개념이 어떻게 자바에 녹아있는지를 살펴보겠습니다.

클래스, 인스턴스, 메서드, 필드 등 객체지향의 핵심 요소들을 차근히 정리해볼게요. 😊

참고 자료: 스프링 입문을 위한 자바 객체 지향의 원리와 이해 (김종민 저)

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