JAVA Compile 과정, 이 일대기를 들어보자

JAVA Compiler 순서

 

개발자 상우가 한땀한땀 만든 구조도

 

1. 개발자가 자바 소스코드(.java)를 작성합니다.
2. 자바 컴파일러(Java Compiler)가 자바 소스 파일을 컴파일합니다. 이때 나오는 파일은 자바 바이트코드(.class)파일로 아직 컴퓨터가 읽을 수 없는 파일입니다. 대신 자바 가상 머신이 이해할 수 있는 코드입니다. 바이트 코드의 각 명령어는 1바이트 크기의 Opcode와 추가 피연산자로 이루어져 있습니다.
3. 컴파일된 바이트 코드를 JVM 클래스 로더(Class Loader)에게 전달합니다.
4. 클래스 로더는 동적로딩(Dynamic Loading)을 통해 필요한 클래스들을 로딩 및 링크하여 런타임 데이터 영역(Runtime Data Area), 즉 JVM 메모리에 올립니다.
   1. 클래스 로더 세부 동작
      • 로드 : 클래스 파일을 가져와서 JVM 메모리에 로드합니다.
      • 검증 : 자바 언어 명세서 (JAVA Language Specification) 및 JVM 명세에 명시된 대로 구성되어 있는지 검사합니다.
      • 준비 : 클래스가 필요로 하는 메모리를 할당합니다. (필드, 메서드, 인터페이스 등등)
      • 분석 : 클래스의 상수 풀 내 모든 심볼릭 레퍼런스를 다이렉트 레퍼런스로 변경합니다.
      • 초기화  : 클래스 변수들을 적절한 값으로 초기화 합니다. (static 필드)
5. 실행엔진(Excution Engine)은 JVM 메모리에 올라온 바이트 코드들을 명령어 단위로 하나씩 가져와서 실행합니다. 이때, 실행 엔진은 두가지 방식으로 변경합니다.
   1. 인터프리터 : 바이트 코드 명령어를 하니씩 읽어서 해석하고 실행합니다. 하나하나의 실행은 빠르나, 전체적인 실행속도가 느리다는 단점을 가집니다.
   2. JIT(Just-In-Time Compiler) : 인터프리터의 단점을 보완하기 위해 도입된 방식으로 바이트 코드 전체를 컴파일하여 바이너리 코드로 변경하고 이후에는 해당 메서드를 더이상 인터프리팅하지 않고, 바이너리 코드를 직접 실행하는 방식입니다. 
      하나씩 인터프리팅하여 실행하는 것이 아니라 바이트 코드 전체가 바이너리 코드를 실행하는 것이기 때문에 전체적인 실행속도는 인터프리팅 방식보다 빠릅니다.

동적로딩 
Java는 동적 로딩을 지원하기 때문에 실행시, 모든 클래스가 로딩되지 않고 필요한 시점에 클래스를 로딩하여 사용할 수 있다.

자바 언어 명세서 (JAVA Language Specification)
Java 언어의 명세서를 뜻한다. JLS는 자바 언어를 위한 문법과 정상적인/비정상적인 규칙들을 보여준다. 그리고 정상적인 프로그램을 실행하기위한 프로그램 방법들도 보여준다.

Symbolic Reference
실제 메모리 주소값이 아닌, 참조하는 대상의 이름으로만 지정하고 있는 것. JVM 클래스 로더가 Linking단계의 분석(Resolving)에서 실제 주소값(다이렉트 레퍼런스)으로 변경한다.