[Java] 자바란?, 자바의 컴파일 과정

[jcrescent61]

출처: 김영한의 자바 무료 입문 강의

자바란?

자바는 표준 스펙과 구현으로 나뉘어 있다. 자바는 이렇게 만들어야 한다는 설계도이자 문서이다.
표준 스펙을 기반으로 여러 회사에서 실제 작동하는 자바를 만든다. 컴파일러, 실행 라이브러리, 가상 머신 등등 표준 스펙이 존재한다.
무조건 준수해서 만들어야한다. 표준 스펙 하나를 가지고 여러 회사에서 여러 자바를 만든다.

 

자바는 표준 스펙과 구현으로 나눌 수 있다.

• 자바 표준 스펙
  • 자바는 이렇게 만들어야 한다는 설계도 이며, 문서이다.
  • 이 표준 스펙을 기반으로 여러 회사에서 실제 작동하는 자바를 만든다.
  • 자바 표준 스펙은 자바 커뮤니티 프로세스(JCP)를 통해 관리된다.
• 다양한 자바 구현
  • 여러 회사에서 자바 표준 스펙에 맞추어 실제 동작하는 자바 프로그램을 개발한다.
  • 각각 장단점이 있다. 예를 들어 Amazon Corretto는 AWS에 최적화 되어있다.
  • 각 회사들은 대부분 윈도우, MAC, 리눅스 같이 다양한 OS에서 작동하는 버전의 자바도 함께 제공한다.

참고: 다양한 자바 구현에 대해서는 다음 사이트를 참고하자.
https://whichjdk.com/ko

 

JDK란?

자바 개발 키트(Java Development Kit, JDK) Java 애플리케이션 개발에 필요한 도구 모음을 의미한다. 프로그램을 작성, 컴파일, 디버깅 실행하기 위해 필요한 소프트웨어와 라이브러리를 포함하고있다.

 

• 자바 구현들은 모두 표준 스펙에 맞도록 개발되어 있다. 따라서 오라클 Open JDK를 사용하다가 Amazon Corretto 자바로 변경해도 대부분 문제 없이 동작한다.

 

자바 컴파일과 실행

자바 프로그램은 컴파일과 실행 단계를 거친다.

• Hello.java 와 같은 자바 소스 코드를 개발자가 작성한다.
• 자바 컴파일러를 사용해서 소스 코드를 컴파일 한다.
  • 자바가 제공하는 javac 라는 프로그램을 사용한다.
  • .java -> (컴파일 단계를 거치면).class 파일이 생성된다.
  • 자바 소스코드를 바이트코드로 변환하며 자바 가상 머신에서 더 빠르게 실행될 수 있게 최적화 하고 문법 오류도 검출한다.
• 자바 프로그램을 실행한다.
  • 자바가 제공하는 java라는 프로그램을 사용한다.
  • 자바 가상 머신이 실행되면서 프로그램이 작동한다.

 

정리: Hello.java 소스코드를 작성, 자바 컴파일러를 통해 소스 코드가 자바 소스 코드를 바이트 코드로 변환, 최적화, 문법 오류 검출(컴파일) 되면서 .class 파일이 생성되고 자바 프로그램을 실행한다.

 

IDE와 자바

인텔리제이를 통한 자바 설치 관리

• 인텔리제이는 내부에 자바를 편리하게 설치하고 관리할 수 있는 기능을 제공한다.
• 이 기능을 사용하면 인텔리제이를 통해 자바를 편리하게 다운로드 받고 실행할 수 있다.

 

인텔리제이를 통한 자바 컴파일, 실행 과정

• 컴파일
  • 자바 코드를 컴파일 하려면 javac 라는 프로그램을 직접 사용해야하는데, 인텔리제이는 자바 코드를 실행할 때 이 과정을 자동으로 처리해준다.
    • 예) javac Hello.java
  • 인텔리제이 화면에서 프로젝트에 있는 out 폴더에 가보면 컴파일 된 .class 파일이 있는 것을 확인할 수 있다.

 

정리: .java 파일과 대응하는 .class 파일이 존재한다. .class 파일은 바이트 코드인 것으로 알고 있는데 소스 코드처럼 보이고있다. 이는 인텔리제이가 디컴파일을 통해 바이트 코드를 소스코드로 변환해서 개발자에게 나타내주고있다. 추가적으로, 주석은 아예 사라진다.

 

디컴파일 하지 않은 상태는 이렇게 생겼다.

• 실행
  • 자바를 실행하려면 java 라는 프로그램을 사용해야한다. 이때 컴파일된 .class 파일을 지정해주면 된다.
  • 예) java Hello 참고로 확장자는 제외한다.
• 인텔리제이에서 자바 코드를 실행하면 컴파일과 실행을 모두 한번에 처리한다.
• 인텔리제이 덕분에 매우 편리하게 자바 프로그램을 개발하고 학습할 수 있다.

 

정리: .java 확장자를 가진 파일을 java 컴파일러에게 javac 명령어 (javac Hello.java)를 통해 컴파일을 한다. 컴파일에 성공하면 .class 파일이 생성되는데, 이를 JVM으로 .class 파일을 실행한다(java Hello). 이 과정을 인텔리제이 덕분에 그저 초록색 화살표나 단축키 하나로 이 과정을 간편하게 실행할 수 있다.

 

자바와 운영체제 독립성

• 일반적인 프로그램은 다른 운영체제에서 실행할 수 없다.
• 예를 들어서 윈도우 프로그램은 MAC 이나 리눅스에서 작동하지 않는다.
• 왜냐하면 윈도우 프로그램은 윈도우 OS가 사용하는 명령어들로 구성되어 있기 때문이다. 해당 명령어는 다른 OS와는 호환되지 않는다.

 

자바 프로그램

• 자바 프로그램은 자바가 설치된 모든 OS에서 실행할 수 있다.
• 자바 개발자는 특정 OS에 맞추어 개발을 하지 않아도 된다. 자바 개발자는 자바에 맞추어 개발하면 된다. OS 호환성 문제는 자바가 해결한다. Hello.class 와 같이 컴파일된 자바 파일은 모든 자바 환경에서 실행할 수 있다.
• 윈도우 자바는 윈도우 OS가 사용하는 명령어들로 구성되어있다. 이외의 모든 OS들도 그에 맞는 명령어들로 구성되어있다. 개발자는 각 OS에 맞도록 자바를 설치하기만 하면 된다.

정리: 자바 개발자는 자바에 맞춰서 개발하면 된다. OS 호환성 문제는 자바가 해결해준다. .class 파일은 모든 자바 환경에서 실행 가능하다.

 

• 개발할 때 자바와 서버에서 실행할 때 다른 자바를 사용할 수 있다.
• 개발자들은 개발의 편의를 위해서 윈도우나 MAC OS를 주로 사용한다.
• 서버는 주로 리눅스를 사용한다. 만약 AWS를 사용한다면 Amazon Corretto 자바를 AWS 리눅스 서버에 설치하면 된다.
• 자바의 운영체제 독립성 덕분에 각각의 환경에 맞추어 자바를 설치하는 것이 가능하다.