(자바 기초) 자바 프로그램의 컴파일과 실행 과정 완벽 이해하기

안녕하세요, 코딩하는곰입니다. 😊
20년 넘게 자바 개발을 해오면서 가장 기초적이면서도 중요한 것이 바로 자바 프로그램의 컴파일과 실행 과정이라고 생각합니다. 오늘은 .java 파일이 어떻게 .class 파일로 변환되고, JVM에서 실행되는지 그 전체 흐름을 자세히 설명드리겠습니다. 특히 초보 개발자분들이 꼭 이해해야 할 핵심 개념들을 쉽게 풀어서 설명해볼게요!

1. 자바 소스 코드(.java) 작성부터 시작하기

자바 프로그램의 여정은 .java 확장자를 가진 소스 코드 파일 작성으로 시작됩니다. 이 단계에서 개발자는 자바 문법에 맞춰 코드를 작성하게 됩니다. 예를 들어 간단한 HelloWorld 프로그램을 만들어보겠습니다.

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

이 코드는 가장 기본적인 자바 프로그램으로, 반드시 알아야 할 몇 가지 핵심 요소를 포함하고 있습니다:

• public class 선언
• main 메서드 (자바 프로그램의 시작점)
• 표준 출력을 위한 System.out.println() 이 .java 파일은 순수한 텍스트 파일이므로 메모장 같은 간단한 텍스트 편집기로도 작성할 수 있습니다. 하지만 실제 개발에서는 IntelliJ IDEA, Eclipse, VS Code 같은 통합 개발 환경(IDE)을 주로 사용합니다.

2. javac 컴파일러로 .class 파일 생성하기

작성한 .java 파일은 사람이 읽을 수 있는 고수준 언어로 되어 있어, 이를 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 변환해야 합니다. 이 과정을 ‘컴파일’이라고 하며, JDK에 포함된 javac(자바 컴파일러) 도구가 이 역할을 수행합니다. 컴파일 과정은 다음과 같습니다:

1. 소스 코드 분석 및 문법 검사
2. 의미 분석(타입 체크 등)
3. 바이트코드(.class 파일) 생성 터미널이나 명령 프롬프트에서 다음과 같이 컴파일할 수 있습니다:

javac HelloWorld.java

성공적으로 컴파일되면 HelloWorld.class 파일이 생성됩니다. 이 파일은 플랫폼 독립적인 바이트코드로 구성되어 있으며, JVM이 이해할 수 있는 중간 형태의 코드입니다.

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3. JVM에서 프로그램 실행하기

.class 파일이 생성되면, 이제 java 명령어로 JVM(Java Virtual Machine)에서 프로그램을 실행할 수 있습니다.

java HelloWorld

JVM은 다음과 같은 단계로 프로그램을 실행합니다:

1. 클래스 로더가 .class 파일을 메모리에 로드
2. 바이트코드 검증기(Verifier)가 코드 검증
3. 인터프리터가 바이트코드를 한 줄씩 실행
4. JIT(Just-In-Time) 컴파일러가 자주 사용되는 코드를 네이티브 코드로 컴파일
5. 실행 엔진이 실제 프로그램 실행 관리
6. 가비지 컬렉터가 메모리 관리 이 과정에서 JVM은 플랫폼별로 구현되어 있기 때문에 “Write Once, Run Anywhere” 철학이 실현됩니다. 즉, 한 번 작성한 자바 프로그램은 JVM이 설치된 어떤 운영체제에서도 실행할 수 있습니다.

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자바 프로그램의 컴파일과 실행 과정에 대해 알아보았습니다. 이 기본적인 동작 원리를 이해하는 것은 자바 개발자로서 매우 중요합니다. 특히 JVM의 역할과 바이트코드 개념은 자바의 핵심 철학이 담겨있죠.
다음 시간에는 JVM의 내부 구조와 메모리 관리 방식에 대해 더 깊이 있게 다루어보겠습니다. 질문이 있으시면 댓글로 남겨주세요! 코딩하는곰이었습니다. 🐾
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