백기선 자바 스터디 01

Hoyoung Jung·2020년 11월 17일

스터디 링크

https://github.com/whiteship/live-study/issues/1

Java Virtual Machine (JVM)

위키 링크
자바 프로그램을 실행할 수 있는 가상 머신
바이트코드로 컴파일할수 있는 다른 프로그래밍 언어(Kotlin, Groovy) 도 실행할 수 있다.
JVM 위에서 돌아가는 프로그래밍 언어도 만들 수 있을 것 같다. 유튜브 링크

.java 컴파일

터미널에서 컴파일하는 방법이 가장 간단

javac <옵션> <소스파일>

유용한 옵션

javac --help 로 옵션을 확인할 수 있다.

 --class-path <path>, -classpath <path>, -cp <path>
        Specify where to find user class files and annotation processors
  -d <directory>               Specify where to place generated class files
  -g                           Generate all debugging info
  --help, -help, -?            Print this help message
  --source <release>, -source <release>
        Provide source compatibility with the specified Java SE release. Supported releases: 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
  --target <release>, -target <release>
        Generate class files suitable for the specified Java SE release. Supported releases: 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
  -verbose                     Output messages about what the compiler is doing
  --version, -version          Version information

자바 실행하기

메인 클래스로 실행
jar 파일 실행
필요한 모듈 지정
단일 파일 소스로 직접 실행

꿀팁! 단일 파일로 실행할 경우 소스로부터 실행할 수 있다.

Usage: java [options] <mainclass> [args...]
           (to execute a class)
   or  java [options] -jar <jarfile> [args...]
           (to execute a jar file)
   or  java [options] -m <module>[/<mainclass>] [args...]
       java [options] --module <module>[/<mainclass>] [args...]
           (to execute the main class in a module)
   or  java [options] <sourcefile> [args]
           (to execute a single source-file program)

기타 유용한 자바 관련 콘솔 명령

javap: 디스어셈블러
jdb: 디버거

바이트코드

Bytecode는 가상머신이 실행할 수 있는 2진코드다.
오라클 문서 링크 를 보면 JVM의 인스트럭션 셋을 직접 볼 수 있는데 일반적인 기계어보다 약간 추상화되어 있어서 명령이 더 직관적이고 이해하기 쉽다.

Hello.java

cat Hello.java
public class Hello {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("Hello, CodeSquad!\n");
	}
}

16진수 덤프

xxd Hello.class
00000000: cafe babe 0000 003a 001d 0a00 0200 0307  .......:........
00000010: 0004 0c00 0500 0601 0010 6a61 7661 2f6c  ..........java/l
00000020: 616e 672f 4f62 6a65 6374 0100 063c 696e  ang/Object...<in
00000030: 6974 3e01 0003 2829 5609 0008 0009 0700  it>...()V.......
00000040: 0a0c 000b 000c 0100 106a 6176 612f 6c61  .........java/la
00000050: 6e67 2f53 7973 7465 6d01 0003 6f75 7401  ng/System...out.
00000060: 0015 4c6a 6176 612f 696f 2f50 7269 6e74  ..Ljava/io/Print
00000070: 5374 7265 616d 3b08 000e 0100 1248 656c  Stream;......Hel
00000080: 6c6f 2c20 436f 6465 5371 7561 6421 0a0a  lo, CodeSquad!..
00000090: 0010 0011 0700 120c 0013 0014 0100 136a  ...............j
000000a0: 6176 612f 696f 2f50 7269 6e74 5374 7265  ava/io/PrintStre
000000b0: 616d 0100 0770 7269 6e74 6c6e 0100 1528  am...println...(
000000c0: 4c6a 6176 612f 6c61 6e67 2f53 7472 696e  Ljava/lang/Strin
000000d0: 673b 2956 0700 1601 0005 4865 6c6c 6f01  g;)V......Hello.
000000e0: 0004 436f 6465 0100 0f4c 696e 654e 756d  ..Code...LineNum
000000f0: 6265 7254 6162 6c65 0100 046d 6169 6e01  berTable...main.
00000100: 0016 285b 4c6a 6176 612f 6c61 6e67 2f53  ..([Ljava/lang/S
00000110: 7472 696e 673b 2956 0100 0a53 6f75 7263  tring;)V...Sourc
00000120: 6546 696c 6501 000a 4865 6c6c 6f2e 6a61  eFile...Hello.ja
00000130: 7661 0021 0015 0002 0000 0000 0002 0001  va.!............
00000140: 0005 0006 0001 0017 0000 001d 0001 0001  ................
00000150: 0000 0005 2ab7 0001 b100 0000 0100 1800  ....*...........
00000160: 0000 0600 0100 0000 0100 0900 1900 1a00  ................
00000170: 0100 1700 0000 2500 0200 0100 0000 09b2  ......%.........
00000180: 0007 120d b600 0fb1 0000 0001 0018 0000  ................
00000190: 000a 0002 0000 0003 0008 0004 0001 001b  ................
000001a0: 0000 0002 001c                           ......

javap로 디스어셈블

javap -c Hello
Compiled from "Hello.java"
public class Hello {
  public Hello();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #7                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #13                 // String Hello, CodeSquad!\n
       5: invokevirtual #15                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}

[TODO] 직접 바이트코드로 1-100까지 더하는 프로그램을 작성해 보자.

JIT 컴파일러

참고문서
Just In Time Compiler: 실행시간에 바이트코드를 네이티브 코드로 변환해서 성능을 높여준다. 대신 시작시간이 조금 늦어질 수도 있다.
오라클 JVM의 경우 HotSpot VM부터 도입된 기능인 것 같다.
Graal VM과 Ahead-of-Time 컴파일러 키워드도 발견했는데 차후에 살펴보자. (과연)
AoT 컴파일러: vm 시작전 바이트코드를 네이티브 코드로 컴파일해서 자바 어플리케이션 시작 성능을 개선할 수 있다.