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JDK · JRE · JVM — 세 개념의 차이

Java 개발 환경을 구성하는 세 축인 JDK, JRE, JVM의 역할과 포함 관계를 명확히 이해하고, 각 구성 요소가 소스 코드 실행에서 어떤 역할을 담당하는지 정리합니다.

· 10 min read · PALDYN Team

지난 글에서 Eclipse Temurin, Amazon Corretto, Oracle JDK 등 다양한 JDK 배포판의 특징과 선택 기준을 살펴봤습니다. 이번에는 한 발 더 들어가서 JDK 내부를 구성하는 세 개념 — JDK, JRE, JVM — 이 서로 어떤 관계이고 각각 무슨 일을 담당하는지 정리합니다. 처음 Java를 배울 때 혼동하기 쉬운 개념이지만, 한 번 명확히 이해해두면 이후 JVM 튜닝이나 실행 환경 설정에서 큰 도움이 됩니다.

세 개념의 포함 관계

JDK, JRE, JVM은 서로 별개가 아니라 중첩된 구조(포함 관계) 입니다.

JDK (Java Development Kit)
├── 개발 도구: javac, javadoc, jar, jshell, jlink …
└── JRE (Java Runtime Environment)
    ├── 표준 라이브러리: java.base, java.util, java.io …
    └── JVM (Java Virtual Machine)
        ├── Class Loader Subsystem
        ├── Runtime Data Areas (Heap, Stack, Method Area …)
        ├── Execution Engine (Interpreter + JIT Compiler)
        ├── Garbage Collector
        └── Native Method Interface (JNI)

JDK ⊃ JRE ⊃ JVM — 개발 도구(JDK)가 가장 큰 상자이고, 그 안에 실행 환경(JRE)이 들어 있으며, 실행 환경의 핵심 엔진이 JVM입니다.

JDK · JRE · JVM 구조

JVM — 플랫폼 독립성의 비밀

JVM(Java Virtual Machine) 은 Java 바이트코드(.class 파일)를 읽어 현재 운영체제와 CPU에 맞는 명령으로 번역·실행하는 가상 기계입니다. 운영체제마다 JVM이 따로 구현되어 있기 때문에, 바이트코드는 어느 플랫폼에서도 동일하게 동작합니다 — Write Once, Run Anywhere의 핵심입니다.

JVM은 다음 세 가지 핵심 서브시스템으로 이루어집니다.

Class Loader Subsystem

.class 파일을 JVM 메모리에 로드 → 링크 → 초기화하는 세 단계를 담당합니다. 우리가 java MyApp을 실행하면 가장 먼저 이 서브시스템이 동작합니다.

// 런타임 동적 로딩 예시
Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyService");
// Class.forName() 내부에서 ClassLoader.loadClass()가 호출됨
Object instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

Runtime Data Areas

JVM이 사용하는 메모리 영역입니다. 주요 영역은 다음과 같습니다.

영역특징공유 범위
Heap객체·배열 저장, GC 대상모든 스레드 공유
Method Area클래스 메타데이터, static 변수모든 스레드 공유
JVM Stack메서드 호출 프레임, 지역 변수스레드별 독립
PC Register현재 실행 중인 명령 주소스레드별 독립
Native Method Stack네이티브(C/C++) 메서드 실행스레드별 독립

Execution Engine

바이트코드를 실제로 실행합니다. 두 가지 방식을 병용합니다.

  • Interpreter: 바이트코드를 한 줄씩 해석해 실행. 시작이 빠르지만 반복 실행 시 느림.
  • JIT(Just-In-Time) Compiler: 자주 실행되는 핫(hot) 메서드를 네이티브 코드로 컴파일해 캐싱. 이후 호출은 C/C++ 수준 속도로 동작.
첫 100번: Interpreter로 실행
이후: JIT 컴파일된 네이티브 코드로 실행 → 수십 배 빠름

JRE — 실행에 필요한 모든 것

JRE(Java Runtime Environment) 는 JVM과 **표준 라이브러리(Java SE API)**를 합친 패키지입니다. String, List, InputStream 같은 클래스들이 모두 JRE의 표준 라이브러리에 포함됩니다.

JDK 8까지는 JRE를 JDK와 별도로 배포했습니다. 개발자는 JDK를 쓰고, 최종 사용자는 JRE만 설치하는 구조였습니다. JDK 11부터 JRE 단독 패키지 제공이 중단되었고, JDK 하나로 개발과 실행을 모두 처리합니다.

jlink로 경량 런타임 만들기: JDK 11+에서는 jlink 명령으로 애플리케이션에 필요한 모듈만 선택해 맞춤형 JRE를 만들 수 있습니다. Docker 이미지 크기를 줄이는 데 활용됩니다.

# java.base + java.logging 모듈만 포함한 경량 런타임 생성
jlink \
  --module-path "$JAVA_HOME/jmods" \
  --add-modules java.base,java.logging \
  --output /opt/custom-jre \
  --compress=2

# 생성된 런타임 크기 확인
du -sh /opt/custom-jre   # 일반 JDK 수백 MB → 수십 MB

JDK — 개발 도구 집합

JDK(Java Development Kit) 는 JRE에 컴파일러와 각종 개발 도구를 추가한 패키지입니다. 서버나 CI 환경 모두에서 JDK를 설치하는 것이 일반적입니다.

JDK 주요 도구와 바이트코드 실행 흐름

JDK의 핵심 도구들을 카테고리별로 정리하면 다음과 같습니다.

개발·빌드

# 컴파일
javac -source 21 -target 21 src/Main.java -d out/

# JAR 생성
jar --create --file app.jar --main-class=Main -C out/ .

# API 문서 생성
javadoc -d docs/ src/Main.java

# REPL (대화형 셸, JDK 9+)
jshell

진단·프로파일링

# 실행 중인 JVM 프로세스 목록
jps -l

# JVM 플래그·힙 정보 등 진단 명령 전송
jcmd <pid> VM.flags
jcmd <pid> GC.heap_info

# 스레드 덤프 (데드락 분석에 필수)
jstack <pid>

# 힙 덤프 (메모리 누수 분석)
jmap -dump:format=b,file=heap.hprof <pid>

# Flight Recorder 시작 (JDK 11+, 무료 사용 가능)
jcmd <pid> JFR.start duration=60s filename=recording.jfr

패키징 (JDK 9+)

# 모듈 기반 링킹
jlink --module-path $JAVA_HOME/jmods \
      --add-modules java.base,java.net.http \
      --output dist/

# 네이티브 인스톨러 생성 (JDK 14+)
jpackage --name MyApp --input out/ --main-jar app.jar

소스 코드가 실행되기까지

Java 프로그램이 실행되는 과정을 단계별로 따라가 봅니다.

1. 개발자 작성:  Hello.java (소스 코드)
2. javac 컴파일: Hello.class (바이트코드, 플랫폼 무관)
3. java 실행:    JVM 시작 → Class Loader가 Hello.class 메모리에 로드
4. 바이트코드 실행: Interpreter가 한 줄씩 해석
5. JIT 최적화:   핫 메서드 → 네이티브 코드 컴파일 → 캐시
6. GC:           불필요한 객체를 Heap에서 자동 회수
// Hello.java
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}
# 1단계: 컴파일
javac Hello.java
# → Hello.class 생성

# 2단계: 실행
java Hello
# → Hello, World!

# 바이트코드 확인 (디스어셈블)
javap -c Hello
# public static void main(java.lang.String[]);
#   Code:
#      0: getstatic  #7  // Field java/lang/System.out
#      3: ldc        #13 // String "Hello, World!"
#      5: invokevirtual #15 // Method println
#      8: return

javap -c가 보여주는 것이 바이트코드(bytecode) 입니다. JVM은 이 명령들을 해석해 실행합니다.

JAVA_HOME과 PATH 설정

JDK를 수동으로 설치할 때 환경 변수 설정이 필요합니다.

# ~/.bashrc 또는 ~/.zshrc에 추가
export JAVA_HOME="/usr/lib/jvm/java-21-openjdk-amd64"
export PATH="$JAVA_HOME/bin:$PATH"

# 적용 후 확인
source ~/.bashrc
java -version
javac -version
echo $JAVA_HOME

여러 JDK 버전을 동시에 사용한다면 JAVA_HOME을 매번 수정하는 것보다 SDKMAN 같은 버전 관리 도구를 사용하는 것이 훨씬 편리합니다 — 다음 글에서 자세히 다룹니다.

JDK 11+ 달라진 점 요약

항목JDK 8 이전JDK 11+
배포 형태JDK + JRE 별도JDK 단일 패키지
경량 런타임없음jlink로 직접 생성
Flight Recorder상업용 Oracle JDK 전용모든 배포판 무료
REPL없음jshell 포함
모듈 시스템없음 (클래스패스만)JPMS 도입 (JDK 9+)

정리

  • JVM: 바이트코드를 OS·CPU에 맞게 번역·실행하는 가상 기계. Class Loader, Runtime Data Areas, Execution Engine으로 구성.
  • JRE: JVM + 표준 라이브러리. JDK 11부터 단독 패키지 없음.
  • JDK: JRE + 개발 도구(javac, jar, jshell, jlink 등). 개발·운영 환경 모두에 설치하면 됩니다.
  • 바이트코드가 플랫폼 독립성을 가능하게 하고, JIT 컴파일러가 런타임 성능을 네이티브 수준으로 끌어올립니다.

지난 글: JDK 벤더 배포판 완전 가이드

다음 글: SDKMAN으로 JDK 설치하기


읽어주셔서 감사합니다. 😊