Java 컴파일 과정(Java Compile)

Java의 컴파일 과정을 자세히 알아보자

01. Compile의 정의 ❓

compile이란 개발자가 작성한 소스코드를 바이너리 코드로 변환하는 과정을 말한다. 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 번역하는 작업이다!

02. Compile 순서 ⏩

1. 자바 소스코드(.java)를 작성

2. 자바 컴파일러(Java Compiler)가 자바 소스파일을 컴파일

   • 이때 나오는 파일은 자바 바이트 코드(.class)파일로 아직 컴퓨터가 읽을 수 없는 자바 가상 머신이 이해할 수 있는 코드입니다.
   • 바이트 코드의 각 명령어는 1바이트 크기의 Opcode와 추가 피연산자로 이루어져 있습니다.

3. 컴파일된 바이트 코드를 JVM의 클래스로더(Class Loader) 에게 전달

4. 클래스 로더는 동적로딩(Dynamic Loading)을 통해 JVM의 메모리에 올린다.

   4-1. 로드 : 클래스 파일을 가져와서 JVM의 메모리에 로드

   4-2. 검증 : 자바 언어 명세(Java Language Specification) 및 JVM 명세에 명시된 대로 구성되어 있는지 검사

   4-3. 준비 : 클래스가 필요로 하는 메모리를 할당 (필드, 메서드, 인터페이스 등등)

   4-4. 분석 : 클래스의 상수 풀 내 모든 심볼릭 레퍼런스를 다이렉트 레퍼런스로 변경

   4-5. 초기화 : 클래스 변수들을 적절한 값으로 초기화합니다. (static 필드)

5. 실행엔진(Execution Engine)은 JVM 메모리에 올라온 바이트 코드들을 명령어 단위로 하나씩 가져와서 실행한다. 이 때, 두 가지 방식이 존재함.

   • 인터프리터 : 바이트 코드 명령어를 하나씩 읽어서 해석하고 실행한다. 하나하나의 실행은 빠르나, 전체적인 실행 속도가 느리다

   • 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 방식

     • 하나씩 인터프리팅하여 실행하는 것이 아니라 바이트 코드 전체가 컴파일된 바이너리 코드를 실행하는 것이기 때문에 전체적인 실행속도는 인터프리팅 방식보다 빠르다.

❗ 바이트 코드 vs 바이너리 코드

• 바이너리 코드: CPU가 이해할 수 있는 이진코드

  • 기계어가 바이너리 코드로 이루어져 있음.

• 바이트 코드: 가상머신이 이해할 수 있는 이진코드

reference: gyoogle님 깃허브, naver D2