[JVM] invokedynamic 이해하기

출처

https://stackoverflow.com/a/62354389

What is a bootstrap method?

https://blogs.oracle.com/javamagazine/post/understanding-java-method-invocation-with-invokedynamic

https://docs.deistercloud.com/content/Technology.50/Java/invokedynamic.xml?embedded=true

Invokedynamic

https://www.baeldung.com/java-invoke-dynamic

 

 

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등장 배경 : 문제가 있었다.

Java 7 이전에는 네 가지 메서드 호출 방식만 JVM에 존재했다.

 

1. invokevirtual : 일반 클래스 메서드 호출

2. invokestatic : 정적 메서드 호출

3. invokeinterface : 인터페이스 메서드 호출

4. invokespecial : 생성자나 private 메서드 호출

 

이 방식들은 이미 주어진 방식으로 각 메소드 호출이 이뤄진다. 즉, 정적 메서드 호출 방식으로만 이뤄진다. 더 유연한 메소드 호출을 위해 기존에는 다음과 같은 방법들을 이용했다

 

1. 컴파일 타임에 코드 생성(code generation)을 했다. 스칼라나 코틀린 같은 언어가 사용하는 방식으로, 런타임 시 성능이 효율적이지만, 시작 속도가 느려질 수 있고 코드가 취약할 수 있다는 단점이 있다.

2. 런타임에 리플렉션을 사용해 동적 호출을 구현한다. JRuby와 같은 JVM 기반 동적 언어에서 사용된다. 리플렉션 기반이라서 성능이 낮고 비효율적이다.

 

invokedynamic으로 동적 언어의 메소드 호출 성능을 개선하고, 동적 언어와 상호작용할 수 있는 JVM 언어을 더 쉽게 지원하, 컴파일 타임 및 런타임 모두에서 더 유연하고 성능이 뛰어난 동적 호출이 가능해졌다.

 

invokedynamic은 무엇인가

JVM 안에서 임의의 메소드를 동적으로 호출하는 바이트코드 연산이다. 

 

invokedynamic의 동작

1. 처음으로 invokedynamic을 호출한다.

2. 부트스트랩 메서드(BSM)가 처음 호출된다. BSM이 실행되어 호출 과정의 초기 설정을 담당한다. 호출할 메서드 핸들을 설정한다. 

3. BSM이 완료되면 CallSite 객체를 반환한다. CallSite는 MethodHandle(JVM에 실행하는 실제 로직의 포인터)과 반환된 CallSite의 유효성 정보를 가지고 있다. CallSite는 캐시에 저장된다.

4. 이제는  invokedynamic이 호출되면 캐시된 CallSite로 메소드 작업을 수행한다.

2. ConstantCallSite : BSM을 통해 설정된 호출 지점은 ConstantCallSite로 안정화되며, 이후에는 직접 호출되어 JIT 컴파일러와 친화적인 성능을 제공한다.

 

메서드 핸들(MethodHandle) API

MethoadHandle과 MethodType API로 메서드 서명 및 호출을 더 안전하게 표현할 수 있따. MethodHandle은 런타임에 메서드 핸들을 호출할 수 있으며, MethodType은 메서드의 반환형과 인자형을 표현하는 클래스이다. 기존 리플렉션 API 보다 간단하고 안정하게 메서드 호출을 관리할 수 있다.