1. Stack

출처 : https://www.geeksforgeeks.org/stack-data-structure/

Stack?

Stack이란 쌓다라는 의미를 가졌습니다. 자료구조에서 Stack은 값을 하나하나 쌓아 나가다가 마지막에 들어간 값 먼저 순차적으로 처리하는 LIFO(Last In First Out)구조를 가졌습니다. 이Stack에 데이터를 추가할때는 push함수를, stack에 저장된 데이터를 꺼낼 때는 pop이라는 함수를 사용하여 작동합니다.

PANCKAE STACK

Stack구조는 비유하자면 탑처럼 쌓인 팬케이크와 비슷합니다. 팬케이크의 가장 아래에는 가장 먼저 만들어진 팬케이크가 존재하며 , 식사시에는 가장 마지막에 만들어진 꼭대기의 팬케이크를 우선적으로 먹게됩니다.

JVM의 Stack

JVM의 Stack메모리도 컴퓨터과학의 Stack을 참고하여 만들어졌기 때문에 동일한 방식으로 작동합니다. 그럼 이 Stack에는 어떤 데이터가 쌓이게 되는걸까요? 바로 호출된 메소드가 순차적으로 들어가게 됩니다. 이때 가장 먼저 실행된 main메서드가 항상 Stack의 최하단에 존재하게 되며, 가장 최근 실행된 메소드가 Stack의 최상단에 들어가게 됩니다.

다음 코드를 통해 알아보겠습니다.

public class TestStack{

    public static void main(String[] args){
        methodA();
    }
    
    public static void methodA(){        
        methodB();
    }
    
    public static void methodB() {
        methodC();
    }
    
    public static void methodC(){

    }    
}

위 코드에서 가장 먼저 실행되는 메서드는 무엇일까요?

가장 먼저 실행되는 함수는 main메서드입니다. 모든 java 어플리케이션의 entry point는 main메서드이기 때문이죠. 따라서 Stack에는 다음과 같이 main메서드가 가장 먼저 쌓이게 됩니다.

그 다음은 어떤 메서드가 호출될까요?

main 메서드 내부에서 호출하는 메서드가 순서상 다음으로 실행될 메서드겠죠. 즉 methodA가 다음순서로 Stack에 쌓이게 됩니다. 그다음은 methodA에서 호출한 methodB가 쌓이고 마지막은 methodC가 순서에 맞춰서 쌓이게 되겠죠.

위 그림처럼 더 이상 호출할 메서드가 없다면 이제 맨 위에 쌓인 메서드별로 처리해야할 작업을 처리합니다. 현재는 실행할 기능자체가 없기 때문에 쌓인 순서의 역순으로 methodC -> B -> A -> main순으로 실행된 후 프로그램이 종료됩니다.

이렇게 호출된 각 메소드에는 해당 메소드만을 위한 공간이 할당되며 이를 스택프레임이라고 부릅니다. 스택프레임에는 메서드에서 사용되는 변수, 매개변수, 리턴값 등 해당 영역안에서 사용하는 변수의 값을 저장하고 사용하며 , 메소드 호출이 종료되는 시점에 맞춰서 스택프레임과 그 안에 저장된 값들 또한 함께 소멸하게 됩니다.

아래 코드를 도식화 시켰을 때의 이미지를 확인해보겠습니다.

public class TestStack{
    public static void main(String[] args){
        // main메서드 내부의 지역변수
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = 3;
    }
}

위 처럼 stack영역 안에는 해당 영역에서 선언된 변수들이 저장되며 메소드가 종료되는 순간 함께 제거가 됩니다. 즉, stack영역은 간단하게 설명하자면 임시로 사용하는 변수의 정보를 저장하는 저장공간이라고 할 수 있습니다.