자바 프로그램의 실행 과정
자바 컴파일러
- 자바 컴파일러는 자바를 가지고 작성한 자바 소스 코드를 자바 가상 머신이 이해할 수 있도록 자바 바이트 코드로 변환합니다.
- 자바 컴파일러는 자바를 설치하면 javac.exe라는 실행 파일 형태로 설치됩니다.
자바 바이트 코드
- 자바 바이트 코드란 자바 가상 머신이 이해할 수 있는 언어로 변환된 자바 소스 코드를 의미합니다.
- 자바 컴파일러에 의해 변환되는 코드의 명령어 크기가 1바이트라서 자바 바이트 코드라고 불리고 있습니다.
- 이러한 자바 바이트 코드의 확장자는 .class입니다.
- 자바 바이트 코드는 자바 가상 머신만 설치되어 있으면, 어떤 운영체제에서라도 실행될 수 있습니다.
JVM(자바 가상 머신)
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가상 머신은 소프트웨어로 구현된 하드웨어를 뜻하는 넓은 의미의 용어이다.
그래서 가상 머신은 실제컴퓨터가 아닌 소프트웨어로 구현된 컴퓨터라는 뜻으로 컴퓨터 속의 컴퓨터라고 생각하면 된다. -
자바 가상 머신은 자바 바이트 코드를 실행시키키 위한 가상의 기계라고 할 수 있습니다.
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일반 애플리케이션의 코드는 OS만 거치고 하드웨어로 전달되는데 비해 Java애플리케이션은 JVM을 한 번 더 거치기 때문에, 그리고 하드웨어에 맞게 완전히 컴파일된 상태가 아니고 실행 시에 해석되기 때문에 속도가 느리다는 단점을 가지고 있다.
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그러나 요즘엔 바이트코드(컴파일된 자바코드)를 하드웨어의 기계어로 바로 변환해주는 JIT컴파일러와 향상된 최적화 기술이 적용되어서 속도의 격차를 많이 줄였다.
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자바로 작성된 모든 프로그램은 자바 가상 머신에서만 실행될 수 있으므로, 자바 프로그램을 실행하기 위해서는 반드시 자바 가상 머신이 설치되어 있어야 합니다.
그림 1
출처 : https://sunixi.com/introduction-to-java-virtual-machine-jvm/ -
그림 1에서 볼 수 있듯이 일반 애플리케이션은 OS와 바로 맞붙어 있기 때문에 OS종속적이다. 그래서 다른 OS에서 실행시키기 위해서는 애플리케이션을 그 OS에 맞게 변경해야 한다.
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반면에 Java 애플리케이션은 JVM하고만 상호작용을 하기 때문에 OS와 하드웨어에 독립적이라 다른 OS에서도 프로그램의 변경없이 실행이 가능한 것이다. 단, JVM은 OS에 종속적이기 때문에 해당 OS에서 실행가능한 JVM이 필요하다.
자바 가상 머신의 구성
자바 인터프리터
- 자바 컴파일러에 의해 변환된 자바 바이트 코드를 읽고 해석하는 역할을 하는 것이 자바 인터프리터입니다.
클래스 로더
- 자바는 동적으로 클래스를 읽어오므로, 프로그램이 실행 중인 런타임에서야 모든 코드가 자바 가상 머신과 연결됩니다.
- 이렇게 동적으로 클래스를 로딩해주는 역할을 하는 것이 바로 클래스 로더입니다.
JIT 컴파일러
- 프로그램이 실행 중인 런타임에 실제 기계어로 변환해 주는 컴파일러를 의미합니다.
- 동적 번역이라고도 불리는 이 기법은 프로그램의 실행 속도를 향상시키기 위해 개발되었습니다.
- 즉 자바 컴파일러가 생성한 자바 바이트 코드를 런타임에 바로 기계어로 변환하는 데 사용됩니다.
가비지 컬렉터
- 더는 사용하지 않는 메모리를 자동으로 회수해 줍니다.
- 개발자가 따로 메모리를 관리하지 않아도 되므로, 더욱 손쉽게 프로그래밍을 할 수 있도록 도와줍니다.
