[Java] 컴파일 과정

✔️컴파일이란?

프로그래밍 언어로 작성한 코드는 사람이 이해하고 작성하기 편리한 형태입니다. 그러나 컴퓨터는 이러한 코드를 직접 실행할 수 없습니다. 여기에서 컴파일러가 등장합니다. 컴파일러는 프로그래머가 작성한 소스 코드를 기계어 또는 중간 코드로 변환하여 컴퓨터가 이해하고 실행할 수 있게 합니다. 이러한 과정을 컴파일 이라고 합니다.

 

💡컴파일 과정

1. 소스 코드 작성

Java 프로그램을 개발할 때, 먼저 텍스트 편집기(예: 텍스트 에디터, 통합 개발 환경(IDE))를 사용하여 Java 소스 코드를 작성합니다. 소스 코드는 .java 확장자를 가지며, Java 프로그램의 모든 기능과 동작을 정의하는 곳입니다.

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}
 

2. 컴파일 (Compilation)

Java 소스 코드를 실행 가능한 형태로 변환하기 위해 컴파일러를 사용합니다. Java 컴파일러는 javac 명령을 통해 실행됩니다. 컴파일러는 소스 코드를 읽고 구문 검사, 의미 분석 등의 단계를 거쳐 중간 코드인 바이트 코드(Bytecode)로 변환합니다.

javac HelloWorld.java
 

위 명령은 HelloWorld.java 소스 파일을 컴파일하여 HelloWorld.class 파일을 생성합니다. 이 .class 파일은 Java 바이트 코드를 포함하고 있습니다.

3. 바이트 코드 생성

컴파일 과정에서 생성된 바이트 코드는 특정한 기계나 운영 체제에 종속되지 않으며, JVM(Java Virtual Machine)에서 실행될 수 있는 중간 코드입니다. 바이트 코드는 Java 언어의 특징 중 하나로, 다른 플랫폼에서도 동일한 바이트 코드를 실행할 수 있게 합니다.

 

4. 실행 (Execution)

바이트 코드는 JVM에서 실행됩니다. JVM은 운영 체제와 하드웨어에 의존적인 부분을 처리하고 Java 바이트 코드를 실제로 실행하는 역할을 합니다. JVM은 .class 파일을 로드하고 실행하며, 프로그램이 실행되면 결과를 화면에 표시하거나 다양한 작업을 수행합니다.

java HelloWorld
 

5. 실행 결과

프로그램이 실행되면 JVM은 바이트 코드를 해석하고 실행하며, 결과를 화면에 출력하거나 파일로 저장하는 등의 작업을 수행합니다. Java 프로그램은 여러 가지 작업을 수행할 수 있으며, 결과는 사용자 또는 다른 시스템과 상호 작용하거나 저장 등의 다양한 용도로 사용됩니다.

이것이 Java 소스 코드를 작성하고 컴파일하여 실행하는 간단한 과정입니다. Java의 큰 장점 중 하나는 플랫폼 독립성이며, 바이트 코드로 컴파일된 프로그램은 여러 운영 체제에서 동일하게 실행될 수 있다는 점입니다.

 

1. 인터프리터 : 바이트 코드 명령어를 하나씩 읽어서 해석하고 실행합니다. 하나하나의 실행은 빠르나, 전체적인 실행 속도가 느리다는 단점을 가집니다.

2. JIT 컴파일러(Just-In-Time Compiler) : 인터프리터의 단점을 보완하기 위해 도입된 방식으로 바이트 코드 전체를 컴파일하여 바이너리 코드로 변경하고 이후에는 해당 메서드를 더이상 인터프리팅 하지 않고, 바이너리 코드로 직접 실행하는 방식입니다. 하나씩 인터프리팅하여 실행하는 것이 아니라 바이트 코드 전체가 컴파일된 바이너리 코드를 실행하는 것이기 때문에 전체적인 실행속도는 인터프리팅 방식보다 빠릅니다.

 

💻결론

Java 코드 작성 (.java확장자) - > 컴파일 (Compilation) -> 바이트 코드 생성 (.class확장자) -> 클래스 로딩 ( 클래스 로더를 통해 JVM 메모리에 올림) - > 실행( 메모리에 있는 코드들을 명령어 단위로 가져와 인터프리터 or JIT컴파일러를 통해 해석 후 실행)