자바 컴파일 과정, 컴파일러와 인터프리터 차이

자바 컴파일 과정

자바는 jvm 덕분에 OS에 독립적인 특징을 가지고 있다.

(인터프리터는 고급 언어로 작성된 프로그램을 한줄씩 번역해서 OS에서 인식하는 기계어로 변역하는 역할)

1. 개발자가 자바 소스코드(.java)를 작성합니다.

2. 자바 컴파일러(Java Compiler)가 자바 소스파일을 컴파일합니다. 이때 나오는 파일은 자바 바이트 코드(.class)파일로 아직 컴퓨터가 읽을 수 없는 자바 가상 머신이 이해할 수 있는 코드입니다.

3. 컴파일된 바이트 코드를 JVM의 클래스로더(Class Loader)에게 전달합니다.

4. 클래스 로더는 동적로딩(Dynamic Loading)을 통해 필요한 클래스들을 로딩 및 링크하여 런타임 데이터 영역(Runtime Data area), 즉 JVM의 메모리에 올립니다.

   • 클래스 로더 세부 동작
     1. 로드 : 클래스 파일을 가져와서 JVM의 메모리에 로드합니다.
     2. 검증 : 자바 언어 명세(Java Language Specification) 및 JVM 명세에 명시된 대로 구성되어 있는지 검사합니다.
     3. 준비 : 클래스가 필요로 하는 메모리를 할당합니다. (필드, 메서드, 인터페이스 등등)
     4. 분석 : 클래스의 상수 풀 내 모든 심볼릭 레퍼런스를 다이렉트 레퍼런스로 변경합니다.
     5. 초기화 : 클래스 변수들을 적절한 값으로 초기화합니다. (static 필드)

5. 실행엔진(Execution Engine)은 JVM 메모리에 올라온 바이트 코드들을 명령어 단위로 하나씩 가져와서 실행합니다. 이때, 실행 엔진은 두가지 방식으로 변경합니다.

   • 인터프리터 : 자바컴파일러에 의해 변환된 .class 파일 내의 바이트 코드를 특정 환경의 기계에서 실행될 수 있도록 명령어를 하나씩 읽어서변환한다. 하나하나의 실행은 빠르나, 전체적인 실행 속도가 느리다는 단점을 가집니다.
   • JIT 컴파일러(Just-In-Time Compiler) : 인터프리터의 단점을 보완하기 위해 도입된 방식으로 바이트 코드 전체를 컴파일하여 바이너리 코드로 변경하고 이후에는 해당 메서드를 더이상 인터프리팅 하지 않고, 바이너리 코드로 직접 실행하는 방식입니다. 하나씩 인터프리팅하여 실행하는 것이 아니라 바이트 코드 전체가 컴파일된 바이너리 코드를 실행하는 것이기 때문에 전체적인 실행속도는 인터프리팅 방식보다 빠릅니다.

   
   
   
   

   
   
   
   

   Compiler vs Interpreter

   

   Compiler

   • 소스코드 전체를 훑고 컴퓨터 프로세서가 실행 할 수 있도록 바로 기계어로 변환한다.
   • 전체 소스 코드 변환 후 에러 보고 → 개발 편의성 나쁨
   • 기계어(자바에서는 바이트코드)를 생산 → 보안에 좋음

   Interpreter

   • 고레벨 언어를 중간 코드로 변환하고 이를 각 행마다 실행한다. 이 중간 코드는 다른 프로그램에 의해 실행된다.
   • 각 행마다 실행하는 도중 에러가 보고되면 이후 작성된 코드를 보지 않는다. → 개발 편의성 좋음
   • 중간 코드를 샌산 → 보안에 안좋음

   자바는 기본적으로 컴파일과 인터프리터를 왜 병행할까?

   인터프리터(플랫폼에 독립적) + 컴파일러(자바 바이트코드는 안전한 환경을 제공)

   기계어로 변환하는 컴파일러는 프로그램이 작성된 기계상에서 실행할 때 매우 효율적이다. ( =기계 종류에 종속된다.) 반대로 인터프리팅은 플랫폼에 종속되지 않는다.

   
   
   
   
   
   
   

   출처 : https://gyoogle.dev/blog/computer-language/Java/컴파일 과정.html

   출처 : https://velog.io/@jaeyunn_15/OS-Compiler-vs-Interpreter