JAVA란?

JAVA

자바는 썬 마이크로시스템즈에서 개발하여 1996년 공식적으로 발표한 객체지향 프로그래밍 언어이다. 자바의 가장 중요한 특징은 운영체제(OS)에 독립적이기 때문에 어떠한 환경에서도 프로그램을 변경하지 않고 실행이 가능하다. 이러한 장점으로 인해 자바는 컴퓨터와 운영체제가 공존하는 인터넷 환경에 적합한 언어로써 인터넷 발전과 함께 많은 사용자층을 확보하였다. 자바는 풍부한 라이브러리를 통해 프로그래밍에 필요한 요소들을 제공하기 때문에 클래스 라이브러리를 잘 활용하면 강력한 기능의 자바 프로그램을 작성할 수 있다.

 

JAVA의 특징

1. 운영체제에 독립적이다.
   기존의 언어는 한 운영체제에 맞게 개발된 프로그램을 다른 종류의 운영체제에 적용하기 위해서 많은 작업이 필요하였지만, 자바는 다르다. 이것은 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 설치할 때는 운영체제에 맞게 JVM을 설치해야 한다. 그래서 자바로 작성된 프로그램은 운영체제와 하드웨어에 관계없이 실행 가능하며 한번 작성하면, 어디서나 실행된다.(Write once, run anywhere)'고 표현하기도 한다.
2. 객체 지향 언어이다.
   자바는 프로그래밍의 객체지향 프로그래밍언어(object-oriented pro-gramming language) 중의 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 가지면서 복잡하고 불필요한 부분은 과감히 제거하여 단순화함으로서 쉽게 배울 수 있으며, 간결하고 이해하기 쉬운 코드를 작성할 수 있도록 했다. C++은 객체지향언어의 특징인 재사용성과 유지보수의 용이성 등 많은 장점에도 불구하고 배우기가 어렵기 때문에 많은 사용자층을 확보하지 못했으나 자바의 간결하면서 명료한 객체지향적 설계는 사용자들이 객체지향개념을 보다 쉽게 이해하고 활용할 수 있도록 했다.
   
4. 자동 메모리 관리(Garbage Collection)
   자바로 작성된 프로그램이 실행되면, 가비지컬렉터(garbage collector)가 자동적으로 메모리를 관리해주기 때문에 프로그래머는 메모리를 따로 관리 하지 않아도 된다. 가비지 컬렉터가 없다면 C언어 처럼 프로그래머가 사용하지 않는 메모리를 체크하고 반환하는 일을 수동적으로 처리해야할 것이다. 자동으로 메모리를 관리한다는 것이 다소 비효율적인 면도 있지만, 프로그래머가 보다 프로그래밍에 집중할 수 있도록 도와준다.
5. 네트워크와 분산처리를 지원한다.
   인터넷과 대규모 분산환경에 풍부하고 다양한 네트워크 프로그래밍 라이브러리 (Java APD를 통해 비교적 짧은 시간에 네트워크 관련 프로그램을 쉽게 개발할수 있도록 지원한다.
6. 멀티쓰레드를 지원한다.
   일반적으로 멀티쓰레드(multi-thread)의 지원은 사용되는 운영체제에 따라 구현방법도 상이하며, 처리 방식도 다르다. 그러나 자바에서 개발되는 멀티쓰레드 프로그램은 시스템과 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.

JVM이란?

JVM은 자바를 실행하는 가상 머신이라고 할 수 있다. '가상 머신(virtual machine)'는 소프트웨어로 구현된 하드웨어를 뜻하는 넓은 의미의 용어이며, 컴퓨터의 성능이 향상됨에 따라 점점 더 많은 하드웨어들이 소프트웨어화되어 컴퓨터 속으로 들어 오고 있다. 플레이어라던가, 오디오 시스템을 소프트웨어화한 윈앰프 등이 있다. 이와 마찬가지로 '가상 컴퓨터(virtual computer)'는 실제 컴퓨터(하드웨어)가 아닌 소프트웨어로 구현된 컴퓨터라는 뜻으로 컴퓨터 속의 컴퓨터라고 생각하면 된다. 자바로 작성된 애플리케이션은 모두 이 가상 컴퓨터 (JVM)에서 만 실행되기 때문에, 자바애플리케이션이 실행되기 위해서는 반드시 JVM이 필요하다.

Java 애플리케이션

JVM

OS

하드웨어

자바 애플리케이션은 위 그림과 같이 JVM은 있지만 일반 애플리케이션은 JVM이 없다. 일반 애플리케이션의 코드는 OS만 거치고 하드웨어로 전달되는데 비해 Java애플리케이션은 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 OS종속
적이다. 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 실행가능한 JVM이 필요하다.

 

참고
JAVA의 정석