[Java] Java의 정석

 

 

 

 

미루고 미루었던 Java 공부

이제는 시작해야겠다는 생각이 들어 Java공부를 시작하려 한다. 아직 javascript 공부도 마치지 못했지만 Java와 javascript 두 가지를 병행해볼까 한다. 병행하다가 힘들다 싶으면 일단 먼저 Java를 할 생각이다.  아직 주력하고자 하는 언어를 제대로 공부하지 못했다는 생각이 들어 당분간은 Java에 더 많은 노력을 기울일 생각이다.

 

Java란?

자바는 썬 마이크로시스템즈(Sun Microsystems)에서 개발하여 1996년 1월에 공식적으로 발표한 객체지향 프로그래밍 언어이다.

자바의 가장 중요한 특징은 운영체제에 독립적이라는 것이다. 이 말은 자바로 작성된 프로그램은 어떤 운영체제에서든 프로그램을 전혀 변경하지 않고도 실행이 가능하다는 뜻이다. 자바는 객체지향개념과 기존의 다른 프로그래밍언어, 특히 C++의 장점을 채택하는 동시에 잘 사용되지 않는 부분은 과감히 제외시킴으로써 비교적 배우기 쉽고 이해하기 쉬운 간결한 표현이 가능하도록 했다.

자바는 풍부한 클래스 라이브러리(Java API)를 통해 프로그래밍에 필요한 요소들을 기본적으로 제공하기 때문에 자바 프로그래머는 단순히 이 클래스 라이브러리만을 잘 활용해도 강력한 기능의 자바 프로그램을 작성할 수 있다.

 

Java언어의 특징

자바는 최근에 발표된 언어답게 기존의 다른 언어에는 없는 많은 장점들을 가지고 있다.

1. 운영체제에 독립적이다.
기존의 언어는 한 운영체제에 맞게 개발된 프로그램을 다른 종류의 운영체제에 적용하기 위해서는 많은 노력이 필요하였지만, 자바에서는 더이상 그런 노력을 하지 않아도 된다. 이것은 일종의 에뮬레이터인 자바가상머신(JVM)을 통해서 가능한 것인데, 자바 응용프로그램은 운영체제나 하드웨어가 아닌 JVM하고만 통신하고 JVM이 자바 응용프로그램으로부터 전달받은 명령을 해당 운영체제가 이해할 수 있도록 변환하여 전달한다. 자바로 작성된 프로그램은 운영체제에 독립적이지만 JVM은 운영체제에 종속적이어서 썬에서는 여러 운영체제에 설치할 수 있는 서로 다른 버전의 JVM을 제공하고 있다. 그래서 자바로 작성된 프로그램은 운영체제와 하드웨어에 관계없이 실행 가능하며 이것을 '한번 작성하면, 어디서나 실행된다.(Write once, run anywhere)'고 표현하기도 한다.

2. 객체지향언어이다.
자바는 프로그래밍의 대세로 자리 잡은 객체지향 프로그래밍언어중의 하나로 객체지향개념의 특징인 상속, 캡슐화, 다형성이 잘 적용된 순수한 객체지향언어라는 평가를 받고 있다.

3. 비교적 배우기 쉽다.
자바의 연산자와 기본구문은 C++에서, 객체지향관련 구문은 스몰톡(small talk)이라는 객체지향언어에서 가져왔다. 이 들 언어의 장점은 취하면서 복잡하고 불필요한 부분은 과감히 제거하여 단순화함으로써 쉽게 배울 수 있으며, 간결하고 이해하기 쉬운 코드를 작성할 수 있도록 하였다.

4. 자동 메모리 관리(Garbage Collection)
자바로 작성된 프로그램이 실행되면, 가비지컬렉터(garbage collector)가 자동적으로 메모리를 관리해주기 때문에 프로그래머는 메모리를 따로 관리하지 않아도 된다. 자동으로 메모리를 관리한다는 것이 다소 비효율적인 면도 있지만, 프로그래머가 보다 프로그래밍에 집중할 수 있도록 도와준다.

5. 네트워크와 분산처리를 지원한다.
인터넷과 대규모 분산환경을 염두에 둔 까닭인지 풍부하고 다양한 네트워크 프로그래밍 라이브러리(Java API)를 통해 비교적 짧은 시간에 네트워크 관련 프로그램을 쉽게 개발할 수 있도록 지원한다.

6. 멀티쓰레드를 지원한다.
일반적으로 멀티쓰레드(multi-thread)의 지원은 사용되는 운영체제에 따라 구현방법도 상이하며, 처리방식도 다르다. 그러나 자바에서 개발되는 멀티쓰레드 프로그램은 시스템과는 관계없이 구현가능하며, 관련된 라이브러리(Java API)가 제공되므로 구현이 쉽다. 그리고 여러 쓰레드에 대한 스케줄링(scheduling)을 자바 인터프리터가 담당하게 된다.

7. 동적 로딩(Dynamic Loading)을 지원한다.
보통 자바로 작성된 애플리케이션은 여러 개의 클래스로 구성되어 있다. 자바는 동적 로딩을 지원하기 때문에 실행 시에 모든 클래스가 로딩되지 않고 필요한 시점에 클래스를 로딩하여 사용할 수 있다는 장점이 있다. 그 외에도 일부 클래스가 변경되어도 전체 애플리케이션을 다시 컴파일하지 않아도 되며, 애플리케이션의 변경사항이 발생해도 비교적 적은 작업만으로도 처리할 수 있는 유연한 애플리케이션을 작성할 수 있다.

※ 참고 : 자바의 단점으로는 속도문제가 가장 대표적인 것인데 바이트코드(byte code)를 하드웨어의 기계어로 바로 변환해주는 JIT컴파일러와 Hotspot과 같은 신기술의 도입으로 JVM의 기능이 향상됨으로써 속도문제가 상당히 개선되었다.

 

JVM(Java Virtual Machine)

JVM은 Java Virtual Machine을 줄인 것으로 직역하면 자바를 실행하기 위한 가상 기계라고 할 수 있다. 영어권에서는 컴퓨터를 머신이라고도 부르기 때문에 자바를 실행하기 위한 가상 컴퓨터라고 이해하면 좋을 것이다.

가상 기계(virtual machine)는 소프트웨어로 구현된 하드웨어를 뜻하는 넓은 의미의 용어이다. 가상 컴퓨터는 실제 컴퓨터가 아닌 소프트웨어로 구현된 컴퓨터라는 뜻으로 컴퓨터 속의 컴퓨터라고 생각하면 된다.

자바로 작성된 애플리케이션은 모두 이 가상 컴퓨터(JVM)에서만 실행되기 때문에, 자바 애플리케이션이 실행되기 위해서는 반드시 JVM이 필요하다. 일반 애플리케이션의 코드는 OS만 거치고 하드웨어로 전달되는데 비해 Java 애플리케이션은 JVM을 한 번 더 거치기 때문에, 그리고 하드웨어에 맞게 완전히 컴파일된 상태가 아니고 실행 시에 해석(interpret)되기 때문에 속도가 느리다는 단점을 가지고 있다. 그러나 요즘엔 바이트코드(컴파일된 자바코드)를 하드웨어의 기계어로 바로 변환해주는 JIT컴파일러와 향상된 최적화 기술이 적용되어서 속도의 격차를 많이 줄였다.

그림에서 볼 수 있듯이 일반 애플리케이션은 OS와 바로 맞붙어 있기 때문에 OS종속적이다. 그래서 다른 OS에서 실행시키기 위해서는 애플리케이션을 그 OS에 맞게 변경해야한다. 반면에 Java 애플리케이션은 JVM하고만 상호작용을 하기 때문에 OS와 하드웨어에 독립적이라 다른 OS에서도 프로그램의 변경없이 실행이 가능한 것이다. 단 JVM은 OS에 종속적이기 때문에 해당 OS에서 실행 가능한 JVM이 필요하다. 물론 일반적으로 많이 사용되는 주요 OS용 JVM은 제공된다.