자바

자바의 특징

growdeveloper 2022. 5. 8. 11:32

자바(Java Programming Language)

자바는 썬 마이크로시스템즈(Sun Microsystems, Inc, 이하 썬)에서 개발하여 1996년 1월에 공식적으로 발표한 객체지향 프로그래밍 언어이다. 자바의 가장 중요한 특징은 운영체제(Operating Ststem, 플랫폼)에 독립적이라는 것이다. 자바로 작성된 프로그램은 운영체제의 종류에 관계없이 실행이 가능하기 때문이다.

자바언어의 특징

운영체제에 독립적이다.

기존의 언어는 한 운영체제에 맞게 개발된 프로그램을 다른 종류의 운영체제에 적용하기 위해서는 많은 노력이 필요하였지만, 자바에서는 더 이상 그런 노력을 하지 아지 않아도 된다. 이것은 일종의 에뮬레이터인 자바가상머신(JVM)을 통해서 가능한 것인데, 자바 응용프로그램은 운영체제나 하드웨어가 아닌 JVM 하고만 통신하고 JVM이 자바 응용프로그램으로부터 전달받은 명령은 해당 운영체제가 이해할 수 있도록 변환하여 전달한다.

객체 지향

자바는 객체 지향 언어로서 캡슐화, 상속, 다형성을 지원한다. 객체 지향 프로그램은 해결할 과제를 객체 간의 상호 관계로 모델링하여 인간의 사고에 가깝게 표현한다.

 

클래스로 캡슐화

자바는 객체 지향 언어의 캡슐화(encapsulation) 원칙을 철저히 지켜, 변수나 메소드는 반드시 클래스내에 구현하도록 한다. 클래스에 속하지 않는 변수나 메소드는 있을 수 없다. 자바는 클래스 안에 새로운 클래스, 즉 내부 클래스를 만들 수있다.

 

소스와 클래스 파일

클래스 파일(.class)에는 반드시 하나의 자바 클래스만 들어 있다. 그러므로 하나의 자바 소스 파일에 여러 개 의 클래스를 작성한 경우 컴파일 하면 클래스마다 별도의 클래스 파일이 생성된다.

public class A {
  -----------
}
class b{
-----------
}
class c{
-----------
	class d {
    -----------
    }
}

상위의 파일을 컴파일하면 4개의 클래스 파일이 생성된다 클래스 d는 클래스 c내에 작성된 내부 클레스 (inner class)로서 C$D.class 이름으로 생성된다. 하나의 자바 소스 파일에 작성된 클래스 중 오직 한 클래스만 public으로 선언할 수 있다. 소스 파일 내에 public 으로 선언된 클래스의 이름으로 자바 소스 파일을 저장해야 한다.

 

실행 코드 배포

자바 응용프로그램은 한 개의 클래스 파일 또는 다수의 클래스 파일로 구성된다. 다수의 클래스 파일을 jar 파일 형태로 압축하여 배포하거나 실행할 수 있다. java 9 부터 는 자바 응용프로그램을 위한 맞춤형 커스텀 JRE를 만들어 실행시킬 수도 있다. 자바의 실행은 main() 메소드에서 시작되며, 하나의 클래스 파일에 두 개 이상의 main() 메소드가 있을 수 없다. 그러나 각 클래스 파일이 main() 메소드를 가지는 것은 상관 없다.

 

패키지

서로 관련 있는 클래스는 패키지로 묶어 관리한다. 패키지는 파일 시스템의 폴더와 같은 개념이다 예를 들어. java.lang.System 클래스는 java\lang 폴더의 System.class 파일을 나타내며. 여기서 java.lang을 패키지라고 부른다.

 

멀티스레드

하나의 자바 프로그램이 다수의 작업을 처리할 수 있도록 다수의 스레드가 동시에 실행할 수 있는 환경을 지원한다. 보통 멀티스레드 프로그램을 작성하기 위해서는, 운영 체제가 멀티스레드를 지원하고 멀티스레드와 관련된 API나 라이브러리르 제공해야만 한다. C/C++ 등 많은 언어들은 자체적으로 멀티스레드를 지원하지 않아 운영체제의 도움을 받는다. 그러나 자바는 운영체제의 도움 없이 멀티스레드 프로그래밍이 가능하기 때문에, 멀티스레드를 지원하지 않는 운영체제에서도 자바를 이용하면 멀티스레드 프로그램을 개발할 수 있다.

 

가비지 컬렉션

자바 언어는 메모리를 할당받는 기능이 있지만, 메모리를 반환하는 기능은 없다. 이것은 개발자로 하여금 대단히 기쁜 일이며, 프로그래밍의 부담을 대폭 줄여준다. 프로그램 내에 사용되지 않는 메모리(가비지)는 자바 가상 기계의 가비지 컬렉션 기능에 의해 자동으로 회수된다.

 

실시간 응용 시스템에 부적합

자바 응용프로그램은 실행 도중 예측할 수 없는 시점에 가비지 컬렉션이 실행되므로 프로그램 실행이 일시적으로 중단된다. 이런 문제로 인해 일정 시간(deadline) 내에 반드시 실행 결과를 내야만 하는 실시간 시스템에는 자바 언어가 적합하지 않다.

 

자바 프로그램은 안전하다.

자바 언어는 타입 체크가 매우 엄격하며, C/C++와 달리 메모리의 물리적 주소를 사용하는 포인터의 개념이 없기 때문에, 잘못된 자바 프로그램으로 인해 컴퓨터 시스템에 중단되는 일은 없다.

프로그램 작성이 쉽다.

자바 언어는 C/C++에 있는 포인터 개념이 없기 때문에 프로그램 작성에 부담이 적다 또한 프로그램 개발을 쉽게 도와주는 다양한 라이브러이와 스윙 등 강력한 GUI 라이브러리를 지원하므로 프로그램 작성이 빠르고 쉽다.

 

실행 속도를 개선하기 위해 JIT 컴파일러가 사용된다.

자바는 자바 가상 기계가 인터프리터 방식으로 바이트 코드를 실행하므로 일반적으로 C/C++로 작성된 프로그램보다 실행이 느리다고 알려져 있지만, 최근에는 실행하는 도중 자바 프로그램을 해당 CPU의 기계어 언어로 컴파일하고 CPU 가 바로 기계어를 실행하도록 하는 JIT(JUST IN TIME) 컴파일링 기법을 이용하므로 실행 성능이 C/C++와 거의 비슷하도록 개선 되었다.