자바는 OS에 독립적인 특징을 가지고 있다. 그게 가능한 이유눈 JVM(Java Virtual Machine) 덕분이다.
JVM(Java Virtual Machine)의 어떤 특성 덕분에 OS에 독립적으로 실행시킬 수 있는지 자바 컴파일 과정을 통해 알아보자.
Java 컴파일 순서
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개발자가 Java 소스 코드(.java)를 작성한다.
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자바 컴파일러(Java Compiler, javac)가 자바 소스 파일을 컴파일한다. 이때 나오는 파일은 자바 바이트 코드(.class) 파일로 아직 컴퓨터가 읽을 수 없는, 자바 가상 머신(JVM)이 이해할 수 있는 코드이다.
바이트 코드의 각 명령어는 1byte 크기의 Opcode와 추가 피연산자로 이루어져 있다. -
컴파일된 바이트 코드를 JVM의 클래스 로더(Class Loader)에게 전달한다.
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클래스 로더는 동적 로딩(Dynamic Loading)을 통해 필요한 클래스들을 로딩 및 링크하여 런타임 데이터 영역(Runtime Data area), JVM의 메모리에 올린다.
클래스 로더 세부 동작
로드: 클래스 파일을 가져와서 JVM의 메모리에 로드한다.
검증: 자바 언어 명세(Java Language Specification) 및 JVM 명세에 명시된 대로 구성되어 있는지 검사한다.
준비: 클래스가 필요로 하는 메모리를 할당한다. (필드, 메서드, 인터페이스 ...)
분석: 클래스의 상수 풀 내 모든 심볼릭 레퍼런스를 다이렉트 레퍼런스로 변경한다.
초기화: 클래스 변수들을 적절한 값으로 초기화한다. (static field) -
실행 엔진(Execution Engine)은 JVM 메모리에 올라온 바이트 코드들을 명령어 단위로 하나씩 가져와서 실행한다. 이때, 실행 엔진은 두가지 방식으로 변경한다.
- 인터프리터: 바이트 코드 명령어를 하나씩 읽어서 해석하고 실행한다. 하나하나의 실행은 빠르나, 전체적인 실행 속도가 느리다는 단점을 가진다.
- JIT 컴파일러(Just-In-Time Colpiler): 인터프리터의 단점을 보완하기 위해 도입된 방식으로 바이트 코드 전체를 컴파일하여 바이너리 코드로 변경하고, 이후에는 해당 메서드를 더이상 인터프리팅 하지 않고, 바이너리 코드로 직접 실행하는 방식이다. 하나씩 인터프리팅하여 실행하는 것이 아니라 바이트 코드 전체가 컴파일된 바이너리 코드를 실행하는 것이기 때문에 전체적인 실행 속도는 인터프리팅 방식보다 빠르다.
출처
https://steady-snail.tistory.com/67
https://aljjabaegi.tistory.com/387
