목차

• JAVA (두용선)
  • 1. Java8의 heap 메모리 구조를 설명해주세요 그리고 힙영역과 스택영역에 대해서 설명하시오
  • 2. 자바8에서 소개된 람다식과 메소드 레퍼런스를 설명하라.
  • 3. checked-exception VS unchecked-exception 차이점을 설명해보세요.
• SPRING (주종훈)
  • 4. @Service, @Component의 차이는 무엇인가?
  • 5. 스프링 MVC 웹 요청 처리과정을 설명하시오
  • 6. @EnableWebMvc 는 어디에 필요한지 설명하시오
• Infra/운영 (유정현)
  • 7. heap dump를 튜닝하는 방법에 대해 설명해보세요.
  • 8. 레디스 캐시를 어떻게 사용해야하나?
  • 9. SSL 핸드쉐이킹 과정은?

 

1. Java8의 heap 메모리 구조 설명. 힙영역과 스택영역 설명

벤더사마다 다른 메모리 구조

JVM은 기준이 되는 스펙이 존재하며, spec만 맞춘다면 JVM이란 이름으로 명명될 수 있습니다.

대표적인 JVM은 두 가지가 있습니다.

• Hotspot JVM : 오라클이 배포 및 유지보수하는 JVM. Sun, Oracle, HP, Windows, Linux, MacOS에서 제공.
• J9(IBM JVM) : IBM에서 개발한 JVM. IBM에서 제공.

두 벤더사는 같은 Java Class Libraries에 대한 같은 참조체를 구현하지만, JVM 런타임을 서로 다르게 구현했습니다. (세대별로 heap공간을 나눈 hotspot jvm과 달리 IBM JVM은 4가지 GC 방식에 따라 heap의 구조가 변경됩니다.)

우리가 많이 사용하는 JVM은 Oracle에서 만든 HotSpot JVM으로, HotSpot JVM을 기준으로 설명하도록 하겠습니다.

Heap

객체 인스턴스와 Array가 저장되고 모든 Thread들에 의해 공유되는 영역

모든 **클래스 인스턴스** 및 **배열**에 대한 메모리가 할당되는 런타임 데이터 영역입니다. 힙은 모든 Thread들에 의에 공유되는 영역이기 때문에 동기화 문제가 발생할 수 있습니다.

또한, 가비지 컬렉터가 만들수있는 최대 공간을 넘는 heap 공간이 필요하게 되면 JVM은 OutOfMemoryError 를 던집니다.

변경 사항

PermGen 삭제

Heap은 JVM이 메모리를 관리하기 때문에, JVM이 설정해줄 수 있는 최대 메모리보다 많은 공간이 필요하게 되면 OutOfMemoryError 를 뱉습니다. 때문에 Heap 내의 PermGen이 사라지고, native 메모리 영역 내 metaspace로 옮겨갔습니다.

native 메모리 영역은 OS 레벨에서 공간을 관리하기 때문에 JVM레벨에서 관리하는 Heap보다 더 많은 공간을 할당해줄 수 있습니다.

java8에서는 선택으로, 9버전에서는 디폴트로 적용됩니다.

// 참고 : (https://blog.voidmainvoid.net/184)
$ java -XX:+PrintFlagsFinal -version -server | grep MetaspaceSize
    uintx InitialBootClassLoaderMetaspaceSize       = 4194304                             {product}
    uintx MaxMetaspaceSize                          = 18446744073709547520                    {product}
    uintx MetaspaceSize                             = 21807104                            {pd product}
		uintx MaxHeapFreeRatio                          = 100                                 {manageable}
    uintx MaxHeapSize                              := 4206886912                          {product}
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

Stack

메서드와 로컬 변수들이 저장되는 공간.
각 스레드마다 하나씩 존재하며 스레드가 시작될 때 생성됩니다.

새 스레드가 실행될 때마다 JVM이 새 스택을 작성합니다. JVM은 단 두 가지 작업만 실행하는데, push와 pop입니다. 스택은 스레드 상태를 스택 프레임이라는 구조체에 저장합니다. JVM에서 현재 수행하고 있는 프레임을 current frame라 합니다.

스택 프레임

스택 프레임은 메서드가 호출될 때마다 추가되고(push) 메서드가 실행 완료될때 제거(pop)됩니다.

예외가 발생하면 printStackTrace()가 돌면서 찍는 로그 한 줄이 하나의 스택 프레임을 나타냅니다.

스택 프레임은 세 가지로 나뉩니다.

1. Local Variable (Array)
2. Operand Stack
3. Constant Pool reference (Frame data) 현재 실행중인 메서드가 속한 클래스의 런타임 상수 풀의 레퍼런스

각각의 크기는 컴파일 시에 결정되기 때문에 스택 프레임의 크기도 메서드에 따라 크기가 고정됩니다.

Local Variable Array

• 0부터 시작되는 단어배열
• 메서드의 매개변수, 로컬변수가 저장됩니다.
• 배열의 각 슬롯은 4바이트입니다.
• (primitive type) int, float, reference, returnAddress는 1슬롯을 차지하며, byte, short, char은 int로 변환되어 저장됩니다.
• Integer, Long, Double 등은 참조타입으로 Heap에 저장된 데이터의 주소를 저장한다.
• long, double은 배열에서 연속된 2슬롯을 차지합니다.
• 각 변수들은 선언된 순서대로 저장됩니다.

// Class Declaration
class Example
{
  public void bike(int i, long l, float f, 
               double d, Object o, byte b)
  {
    
  } 
}

Operand Stack

• 수행할 중간 작업이 필요할 경우의 작업공간입니다.
• stack 구조로 push, pop을 통해 연산을 수행합니다.

Frame data

• 메서드에 해당하는 모든 심볼이 저장됩니다.
• exception이 있으면 catch 블록도 여기에 저장됩니다.
• constant pool 분석, 정상 메서드 리턴, 예외 디스패치 지원을 위한 데이터

참고

JVM specification 7, 8
Chapter 2. The Structure of the Java Virtual Machine
The Java® Virtual Machine Specification

JVM 튜닝
Tuning Java Virtual Machines (JVMs)

oracle JVM heap 공식문서
https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-2.html#jvms-2.5.3

JVM Heap 관련 포스팅
https://12bme.tistory.com/382

JVM stack Naver D2
https://d2.naver.com/helloworld/1230

java PermGen이 삭제된 이유
https://johngrib.github.io/wiki/java8-why-permgen-removed/
https://openjdk.java.net/jeps/122

 

2. Java 8의 람다식과 메서드 레퍼런스 설명

람다 표현식

함수(코드 블록)를 변수처럼 사용할 수 있게 만들어줍니다.

익명 이너 클래스를 대체하기 위해 나왔으며, 하나의 메서드를 지닌 인터페이스를 사용할 경우에만 람다 표현식을 사용할 수 있습니다.

public class RunnableTest {
  public static void main(String[] args) {
    
    // Anonymous Runnable
    Runnable r1 = new Runnable(){
      @Override
      public void run(){
        System.out.println("Hello world one!");
      }
    };
    
    // Lambda Runnable
    Runnable r2 = () -> System.out.println("Hello world two!");
    
    // Run em!
    r1.run();
    r2.run();
}

람다 표현식은 세 부분으로 나눠져 있습니다.

• 선택적 타입 선언 : 매개변수의 타입을 반드시 선언할 필요가 없습니다.
• 매개변수를 감싸는 괄호 생략가능 : 매개변수가 하나일 경우 괄호를 생략가능
• 메서드 구현부의 중괄호 생략가능 : 단일 명령문이라면 중괄호 생략가능
• return 예약어 생략가능 : 본문에 단일 표현식만 작성하면 해당 값을 return

람다표현식은 하나의 인터페이스에 하나의 추상 메서드만 가져야 한다고 했지만, 예외가 있습니다.

@FunctionalInterface
interface testInterface {
    int a = 0;

    void test();

    @Override
    public boolean equals(Object object);
    
}

위 인터페이스는 두 개의 메서드를 지니지만 람다표현식을 사용할 수 있습니다.

추상메서드의 개수를 셀 때 java.lang.Object 클래스의 메서드를 제외하고 카운트합니다.

인터페이스 선언부의 @FunctionalInterface은 해당 인터페이스가 함수형 인터페이스임을 나타내는 정보성 애너테이션으로 이 애너테이션이 없어도 자바 컴파일러가 함수형인터페이스의 기준을 충족하는지 알아차립니다.

람다 표현식은 다음과 같은 경우를 포함한 여러 상황에서 파라미터로 사용 가능합니다.

• Variable declarations
• Assignments
• Return statements
• Array initializers
• Method or constructor arguments
• Lambda expression bodies
• Conditional expressions ?:
• Cast expressions

이제 Java의 메서드도 제한적으로 일급 객체라고 볼 수 있다.

일급 객체의 조건

• 변수(variable)에 담을 수 있다
• 인자(parameter)로 전달할 수 있다
• 반환값(return value)으로 전달할 수 있다

다만, 모든 메서드가 일급 객체가 될 수 없다. 람다식의 조건인 (@FunctionalInterface 를 붙인 하나의 추상메서드만 지닌) 인터페이스 의 메서드가 아니라면 람다 표현식을 사용할 수 없기 때문이다.

또한 한계로서 함수형을 새로 정의한 것이 아닌, 기존에 존재하는 interface의 형태를 빌어 람다식을 표현했을 뿐이라는 점도 있다.

람다식이 적용된 인터페이스

• java.util.Predicate
• java.util.Function
• java.util.Consumer
• java.util.Supplier

 

메서드 레퍼런스

메서드명으로 메서드를 가리키는데 도움을 준다.

:: 심볼로 표현되며, 아래와 같은 타입의 메서드를 가리킬 수 있다.

1. static 메서드
2. instance 메서드(public)
3. new 연산자를 사용한 생성자 (TreeSet::new)

public class Java8Tester {

    public static void main(String args[]) {
        List names = new ArrayList();

        names.add("Mahesh");
        names.add("Suresh");
        names.add("Ramesh");
        names.add("Naresh");
        names.add("Kalpesh");

        names.forEach(System.out::println);
        // 기존 방식
//        for(String s : names)
//            System.out.println(s);
    }
}

함수형 인터페이스	파라미터타입	반환 타입	추상 메서드 이름	설명	다른 메소드
Runnable	없음	void	run	인자나 반환 값 없이 액션을 수행한다.	없음
Supplier	없음	T	get	T 타입 값을 공급한다.	없음
Consumer	T	void	accept	T 타입 값을 소비한다.	andThen
BiConsumer<T, U>	T, U	void	accept	T와 U타입 값을 소비한다.	andThen
Function<T, R>	T	R	apply	T 타입 인자를 받는 함수다.	compose, andThen, identity
BiFunction<T, U, R>	T, U	R	apply	T와 U타입 인자를 받는 함수다.	andThen
UnaryOperator	T	T	apply	T 타입에 적용하는 단항 연산자다.	compose, andThen, identity
BinaryOperator	T, T	T	apply	T 타입에 적용하는 이항 연산자다.	andThen, maxBy, minBy
Predicate	T	boolean	test	Boolean 값을 반환하는 함수다.	and, or, negate, isEqual
BiPredicate<T, U>	T, U	boolean	test	두 가지 인자를 받고 boolean 값을 반환하는 함수다.	and, or, negate

참고

람다 표현식 https://m.blog.naver.com/2feelus/220695347170
https://imcts.github.io/java-lambda/
https://www.tutorialspoint.com/java8/java8_lambda_expressions.htm
람다 퀵스타트 (링크) - oracle
람다 퀵스타트 part.1 (링크) - oracle

메서드 레퍼런스 https://imcts.github.io/java-method-reference/
https://www.tutorialspoint.com/java8/java8_method_references.htm

 

3. checked exception VS unchecked exception

자바의 예외에는 Checked Exception 과, Unchecked Exception 이 있습니다.

둘 사이의 구분 기준은 **꼭 처리를 해야 하는가**로, Checked Exception이 발생할 가능성이 있는 메소드라면 반드시 로직을 try/catch로 감싸거나 throw로 던져서 처리해야 합니다. 반면에 Unchecked Exception은 명시적인 예외처리를 하지 않아도 됩니다.

즉, 클라이언트가 예외를 적절히 복구할 수있다면 검사 예외로, 그럴 수 없다면 비검사 예외로 만들어야 합니다.

Throwable 를 상속받은 클래스 중 Error, RuntimeException을 제외한 클래스가 checked exception입니다.

Checked Exception 은 개발자가 제어할 수 있는 프로그램 외부의 오류로서 개발자에게 오류 처리를 강제합니다. 예시로 파일 입력을 받을때 전재하지 않는 파일을 처리하려고 하거나, 입력한 데이터의 형식이 잘못되었을때 발생합니다.

반면 Unchecked Exception은 개발자의 실수로 발생할 수 있는 오류로 예를 들면 배열의 인덱스 범위를 벗어난 값을 호출한다거나, 클래스 간의 형변환을 잘못하거나, 정수를 0으로 나누려고 할 때 발생합니다.

 

 

4. @Service와 @Component의 차이

스프링 프레임워크에서 사용되는 어노테이션들로, @Component를 상속받아 만든 것이 @Service 이다.

@Component

Spring에서 관리되는 객체임을 표시해주는 어노테이션

scan-auto-detection과 dependency injection을 사용하기 위해서 사용되는 가장 기본 어노테이션

이 어노테이션이 없으면 DI 컨테이너는 객체를 찾지 못한다.

@Controller

Web MVC 코드에 사용되는 어노테이션이다. @RequestMapping 어노테이션을 해당 어노테이션 밑에서만 사용할 수 있다.

@Repository

데이터 저장소를 정의함

퍼시스턴스(persistence) 레이어, 영속성을 가지는 속성(파일, 데이터베이스 등)

@Service

비즈니스 로직이나 respository layer를 호출하는 함수에 사용된다.

다른 어노테이션과 다르게 @Component에 추가된 기능은 없다.

그러나 필요할 때 특정 예외, 예외처리 로직을 추가할 수 있다.

@Service VS @Component

Therefore, you can annotate your component classes with @Component, but by annotating them with @Repository, @Service, or@Controller instead, your classes are more properly suited for processing by tools or associating with aspects. spring reference

일반적으로 컴포넌트 클래스에 단순히 @Component를 붙일 수도 있지만,
@Repository, @Service, @Controller를 붙인다면 그 클래스가 가진 관점(aspect)에 맞게 더 잘 처리될 것이다.

참고

https://madplay.github.io/post/java-checked-unchecked-exceptions
https://boss109.tistory.com/64

 

5. 스프링 MVC의 웹 요청 처리과정 설명

1. HTTP요청

(브라우저,웹컨테이너의 도움을 받아) 화면의 HTTP요청을 DispatcherServlet의 RequestMappingHandlerMapping/RequestMappingHandlerAdaptor 가 받습니다.

DispatcherServlet은 일종의 프론트 컨트롤러 역할을 합니다.

2. 요청

받아서 컨트롤러로 갔습니다.

3. 생성

MVC. 서비스, 서비스dao, 매퍼 열심히 해서 결과물을 모델에 넣어줍니다.

4. 모델/뷰 반환

model과 뷰(return 옆의 문자열)를 디스패처 서블릿으로 반환합니다.

5. 모델

그걸 JstlView가 받아가지고 그리다가 JSTL을 만나면 모델을 참고하여 HTML을 생성합니다.

6. 생성

생성한 HTML을 (HTTP통신을 관장하는) 서블릿컨테이너한테 넘겨줍니다.

7. HTTP응답

걔가 HTTP통신을 통해서 파싱해서 화면에 떨궈줍니다.

출처

week 9(MVC,spring,배열)|작성자 hwp

 

6. @EnableWebMvc의 사용처

@Enable 어노테이션은 개발자를 대신해 많은 설정을 대신해주는 어노테이션입니다.

즉, @EnableWebMvc은 Spring MVC에서 필요한 bean 설정을 자동으로 해주는 어노테이션이며,

@Configuration 설정을 임포트하는 방식으로 구현되어있습니다.

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Import(DelegatingWebMvcConfiguration.class) // == @Configuration 설정
public @interface EnableWebMvc {
}

또한, 기본적으로 등록되는 Bean 이외에 추가적으로 개발자가 Bean 등록을 손쉽게 할 수 있도록 지원합니다.

7. heap dump tuning 방법

(1) IBM 서버 경우

확장자가 phd로 끝나는 파일이 Heapdump파일이고 javacore로 시작되는 파일이 Threaddump 파일이다.

• IBM : -verbose:gc -Xverbosegclog:$LOG_HOME/파일명.log

(JEUSMain.xml 파일을 열어서 에 추가하는 방법)

• IBM : JEUS을 부팅하는 계정의 환경파일(.profile, .cshrc등)에 아래의 내용을 추가하면 OutOfMemory 발생시점에 heapdump_해당날짜,pid.phd 로 파일이 생성됨

export IBM_HEAPDUMP_OUTOFMEMORY=true

export IBM_JAVADUMP_OUTOFMEMORY=true

export IBM_JAVACOREDIR=$JAVCORE_HOMR

export IBM_HEAPDUMPDIR=$HEAPDUMP_HOME

(2) SUN 서버 경우

JDK 1.4.1에서만 동작하고 1.4.2이후 버전에서는 동작하지 않는다는 치명적인 단점이 있었다.

SUN & HP : JDK1.4.2_12, JDK5_07이상에서는 Heapdump을 로그로 남겨서 분석이 가능함.

-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

-XX:HeapDumpPath=$LOG_HOME/파일명.hprof

옵션을 추가해서 실행하면 아래와 같이 나온다.

$ java -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -mn256m -mx512m ConsumeHeap

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

Dumping heap to java_pid2262.hprof ...

Heap dump file created [531535128 bytes in 14.691 secs]

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

    at ConsumeHeap$BigObject.(ConsumeHeap.java:22) 

    at ConsumeHeap.main(ConsumeHeap.java:32)

파일은 현재 폴더에 HPROF 바이너리 포멧으로 생성되고 JHAT(Java Heap Analysis Tool)와 같이 HPROF 포멧을 지원하는 툴로 분석할 수 있다.

JHAT : http://java.sun.com/javase/6/docs/technotes/tools/share/jhat.html

만일 폴더를 변경하려면 -XX:HeapDumpPath= 옵션을 이용할 수 있다.

• 관련 링크 : http://java.sun.com/javase/6/webnotes/trouble/TSG-VM/html/gdaog.html#gbzrr

                http://java.sun.com/javase/6/webnotes/trouble/TSG-VM/html/gblfj.html
  

(3) HP 서버 경우

SUN JVM과 동일한데 1.5.0_04 나 1.4.2_11부터 지원한다. 상세한 내용은 아래 링크를 참고한다.

Java Troubleshooting Guide for HP-UX Systems : http://docs.hp.com/en/5992-1918/5992-1918.pdf

분석하는데 HPJtune를 사용한다.

HPjtune : http://www.hp.com/products1/unix/java/java2/hpjtune/

8. 레디스 캐시를 어떻게 사용해야하나?

(레디스 캐시 최적 사용법으로 이해)

• 오래 걸리는 명령 (예 O(n)관련 명령어)을 수행하지 않는다.

9. SSL 핸드쉐이킹 과정은?

< SSL/TLS 클라이언트와 서버가 통신하는 단계 >

1. 사용할 프로토콜 버전에 동의.

2. 암호화 알고리즘 선택.

3. 디지털 인증서 교환하고 유효성 검사하여 서로 인증.

4. 비대칭 암호화 기술을 사용하여 공유 비밀키를 생성. 그런 다음 SSL 또는 TLS는 공유키를 사용하여 메세지를 대칭 암호화 방식으로 암호화.

출처

https://wangin9.tistory.com/entry/브라우저에-URL-입력-후-일어나는-일들-5TLSSSL-Handshake