[JAVA] Java 컴파일 정리

in Dev on Dev Note


지난번에 JSP 컴파일 에 대해 포스팅했었다.

그렇다면 Java는 어떻게 컴파일 될까?

이것까지 해보자.

시작하기전

컴퓨터는 0과 1로만 모든 명령을 이해하고 실행한다.

우리는 Java , Javascript 등 의 사람이 이해하는 언어로 컴퓨터에게 명령한다.

사람이 이해하는 언어를 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어로 바꾸어 주는 과정을 컴파일,인터프리터 라고 한다.

컴파일

  • 고급 언어로 작성된 프로그램 전체를 목적 프로그램으로 번역한 후 실행 프로그램을 생성합니다.
  • 번역 실행 과정을 거쳐야 하기 때문에 번역 과정이 번거롭고 번역 시간이 오래 걸리지만, 한번 번역한 후에는 다시 번역하지 않으므로 실행 속도가 빠릅니다.
  • C언어 Java 등

인터프리터

  • 고급 언어로 작성된 프로그램을 한 줄 단위로 받아들여 번역하고, 번역과 동시에 프로그램을 한 줄 단위로 즉시 실행
  • 프로그램이 직접 실행되므로 목적 프로그램은 생성되지 않습니다.
  • 줄 단위로 번역, 실행되기 떄문에 시분할 시스템에 유용하며 원시 프로그램의 변화에 대한 반응이 빠릅니다.
  • 번역 속도는 빠르지만 프로그램 실행 시 매번 번역해야 하므로 실행 속도는 느립니다.
  • Python 등
  • CPU의 사용시간의 낭비가 큽니다.

Java 컴파일 및 실행

Java는 JDK에 포함되어 있는 javac을 통해 컴파일한다.

javac <option> <filename.java>   or  이클립스나 인텔리

filename.class 생성

java <filename>

실행

실행 과정

  1. Java(.java) 파일을 이클립스 또는 javac로 컴파일하여 .class파일 생성
  2. 클래스 로더가 .class 파일을 JVM으로 로딩
  3. 실행엔진에 의해 기계어로 해석되어 메모리 상(Runtime Data Area)에 배치

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—–각각의 설명은 아래—–

JVM (Java Virtual Machine)

JVM은 Java와 OS 사이에 존재하는 가상머신이다.

JAVA(.java)파일을 실행하기 위해서는 Java Byte Code(.class) 변환하여야 하고

이때 변환된 Java Byte Code를 OS에 맞게 해석하는 역할을 하는게 JVM이다.

JVM은 메모리 관리에도 관여하는데 그 예로

GC(Garbage Collection)을 이용해 메모리를 관리하여 까다로운 메모리 영역 관리를 보다 손쉽게 할 수 있다.

이와 반대로 C, C++와 같은 언어는 JVM과 같은 역할을 해주는 주체가 없어서 직접 free() 메서드를 통해 할당된 메모리를 해제해줘야 하지만,

Java는 JVM의 GC(Garbage Collection)을 이용해 오브젝트가 필요하지 않은 시점에 알아서 free()를 실행한다.

JVM의 분류

  1. .class 파일 및 라이브러리를 로딩하는 클래스 로더
  2. 로딩된 class를 수행하기 위한 실행시간 데이터 영역(Runtime Data Area)
  3. Class를 실행하는 실행엔진(Excecution engine)

클래스 로더

자바 프로그램은 한개 혹은 그 이상의 클래스들의 조합으로 실행된다.

실행시 모든 클래스 파일이 한 번에 JVM 메모리에 로딩되지 않고 , 요청 순간 로딩된다.

자바의 클래스로더가 이런 역할을 수행함.

실행엔진

실행엔진의 분류

  • Interpreter : 자바 바이트 코드를 한줄 씩 실행. 속도가 느림.
  • JIT Compiler : Interpreter의 단점을 보완. 전체 바이트 코드를 컴파일. 속도가 느림. 하지만 캐시 사용으로 한번 컴파일 하면 다음에는 빠르게 수행됨.

데이터 영역( Runtime Data Area )

  • Stack Area : 클래스 내의 메소드에서 사용되는 정보들이 저장되는 공간입니다. 매개변수, 지역변수, 리턴값 등이 저장되며 LIFO(Last In First Out) 방식으로 메소드 실행 시 저장되었다가 실행이 완료되면 제거됩니다.

  • Method(Class,Static) Area : 클래스와 메소드, 멤버(클래스, 인스턴스)변수와 상수(final) 정보 등이 저장되는 공간입니다

  • Heal Area : New명령어를 통해 생성한 인스턴스와 배열 등의 참조형 변수정보가 저장되는 공간입니다. 물론 Method Area에 올라온 클래스들만 생성이 가능합니다. GC의 대상이 된다.

  • Pc register : 쓰레드마다 하나씩 생성. JVM 명령의 주소값이 저장되는 공간입니다.

  • native method stack : 자바 외 다른 언어의 호출을 위해 할당되는 영역입니다.

참고 - blog

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