Embian Blog

지난 포스팅에서 Java는 "Write Once, Run Everywhere"라는 하나의 철학(물론,JRE에 기반하기 때문에 꼭 그렇지만은 않다;;;)으로 시작되어 발전된 개념인데 이 철학을 실현하기 위해 Java는 아래와 같은 네 가지의 상호 연관된 기술을 엮어놓았다고 설명을 했다 

- The Java Programming Language

- The Java Class File Format

- The Java Application Interface

- The Java Virtual Machine(JVM)

오늘은 이 4가지 기술 중 The Java Programming Language와 The Java Class File Format 에 대해 자세히 설명하고자 한다. 

Java Programming Language

보통 Java라는 언어를 언급할 때 가장 자주 등장하는 것이 바로 객체지향이라는 단어이다. 그러나 프로그램 언어 측면에서 Java의 가장 큰 특징은 무엇보다 생산성의 극대화와 동적인 면에 있다고 생각한다. 

java에는 Multi-Threading,구조화된 에러 핸들링, Garbage Collection, Dynamic Linking,Dynamic Extension 등의 기술

들이 있지만 이 중에서 방점을 찍고 싶은 기술은 다름아닌  Dynamic Linking이다. Java의 Class파일은 엄밀히 말하면,저번 포스팅에서도 말했듯이 실행 가능한 형태로 변경된 것이 아닌 JVM이 읽을 수 있는 형태로 번역된 것으로 이해할 수 있다. 이것은 JVM위에서 다시 실행 가능한 형태로 변형된다. 실행을 위한 Linking작업은 그때 일어나게 된다. 

Class파일은 실행시 Link를 할 수 있도록 Symbolic Reference만을 가지고 있다. 이 Symbolic Reference는 Runtime시점에서 메모리상에서 실제로 존재하는 물리적인 주소로 대체되는 작업인 Linking이 일어나게 되는 것이다. 이러한 Link작업은 필요할 때 마라 동적으로 이루어지기 때문에 이를 가리켜 Dynamic Linking이라고 한다. 

이 Dynamic Linking이라는 기술 덕분에 Class파일의 크기를 작게 유지할 수 있다. 

이것은  Java의 철학을 구현한다는 의미로 확대 된다. Java는 플랫폼에 독립적이기 때문에 Compile된 파일만 있으면 그대로 수행이 가능하다. 또한 Network을 통해 객체를 전송하고, 배포하는데 있어 파일의 크기는 작을수록 유리하다는 것은 충분히 예상 가능한 것이다. 그렇기 때문에 Compact한 Class파일은 Java의 철학을 실현하는데 있어 필수적인 요소가 되고 있다. 

하지만 무엇보다 프로그램의 언어로서 Java가 지니고 있는 특징은 생산성을 극대화 한다는 데 있다. 

Java가 생산성을 가질 수 있게 된 것은 역시 Runtime Memory를 직접 핸들링 하지 않기 때문이다.Java사용자는 Runtime Memory를 핸들링 해서도 안되고, 또한 할 수 있는 방법도 전혀 없다는 의미이다.(물론 핸들링을 할 수 있지만 왠만하면 사용하지 말라고 한다 ;;)이를 위해 Java는 Garbage Collection과 같은 기술을 채용했고 이는 개발 및 운영에 소요되는 시간과 노력을 많이 단축시켜 주었다. 

Java Class file format

Java는 개발자가 작성한 프로그램을 Compiler를 통해 Class파일로 재생성되는 과정을 거치게 된다. 

이렇게 생성된 Class파일은 다음의 네 가지 특징을 가지게 된다. 

-Compact한 형태 

-Bytecode로의 변경

-Platform 독립적

-Network Byte Order의 사용 

Java의 철학을 가장 두드러지게 대변하는 것이 바로 이 Class File Format이다. Class 파일은 Bytecode를 Binary형태로 담아놓는 것이라 할 수 있다. 

Bytecode는 JVM이 읽을 수 있는 언어를 의미한다.  Bytecode는 Java의 철학을 실현하는 중요한 요소들 중 하나이다. Bytecode가 JVM을 위한 언어라는점, 모든 Code가 Bytecode의 Binary형태로 실체화된 Class라는 것으로 배포된다는 점은 Platform의 제약을 뛰어 넘을 수 있게 되었다는 것을 의미하기 때문이다.  JVM이 Unix에 설치되어 있건,Windows에 설치되어있건 상관없이 Bytecode는 동일하게 수행된다. 이것을 다르게 표현하면 'Platform 독립적이다'라고 하는 것이다. 

또한 Bytecode는 Source Code를 단순히 JVM의 언어로 번역해 놓은 것이기 때문에 Source Code와 비슷한 크기를 가지고 있다. Compiler를 통해 실행파일로 변경되는 과정에서 Library들을 포함하는 C++과 같은 언어에 비한다면 아주 작은 크기라 할수 있다.  Class파일에는 라이브러리를 포함하지 않고, 단지 Symbolic Reference만을 가지고 있는데 Symbolic Reference는 참조하고자 하는 대상의 이름만으로 참조관계를 구성하는 것을 의미한다.  Class파일이 JVM에 올라가게 되면 Symbolic Reference는 그 이름에 맞는 객체의 주소를 찾아서 연결하는 작업을 수행한다. 이러한 과정을 Dynamic Linking이라 하는데 이것덕분에 Class 파일은 Compact한 형태를 유지 할 수 있는 것이다. 

마지막으로 Java Class file format 는 Network Byte Order를 사용한다는 것이다. Network Byte Order는 서로 다른 계열의 CPU끼리 데이터를 전송 받을 때의 문제점을 해결하기 위해 정해진 일종의 약속이다. RISC계열의 CPU를 사용하는 Unix머신에서 Pentium CPU를 장착한 Windows로 데이터를 보내는 것을 가정하자. Byte Order를 고려하지 않고 보낸다면 서로의 데이터는 주소가 반대로 되어 있어 제대로 전송되지 않을 것이다. 그렇기 때문에 Network를 통해 데이터를 전송할 때는 통일된 방식을 따르기로 약속을 했는데 이것이 바로 Network Byte Order 이다. Nerwork Byte Order는 Big Endian을 사용하기로 약속이 되어 있다. 

Class File Format은 Network Byte Order를 사용하기 때문에 Big Endian 방식을 사용하게 된다. 

이렇게 2가지 기술에 대해 설명해 보았다.

다음 포스팅에는 The Java Application Interface, The Java Virtual Machine(JVM)에 대해 설명하도록하겠다. 

참고

Java Perfomance Fundamental(김한도 저) 

회사에 입사하기전 여러군데에서 면접을 보면서 간혹 java에 특징에 대해 말해보라는 질문을 받곤 했었다. 

그러면 나는 객체지향 프로그래밍 언어의 한 종류이며, 플랫폼에 독립적어서 어디서나 실행된다는 말을 내뱉곤 했다. 단순히 java기본서에서 외워서 대답하던 것이었는데 나는 그것을 단순히 외우기만 할 뿐 왜 플랫폼에 독립적인지 그 이유에 대해선 따로 생각하지 않고 있었다. 회사에 입사하고 난 후에도 말이다. 

개발자로서 일을 한지 8개월이 되가고 있는 지금, 내가 java를 이용해서 개발을 하고 있는데 나는 java에 대해서 얼마나 알고 있을까 이런 생각이 들었다. 그래서 한 개발자 커뮤니티에서 운영하는 java와 jvm을 주제로 하는 스터디에 참여하게 되었다. 스터디를 하면서 나 혼자 알고 있기엔 너무나 아까운 내용도 많고, 공부한 내용도 정리 할겸 포스팅을 하려고 한다. 

Java는 단순히 프로그래밍 언어라는 틀에 가두기에는 너무나도 큰 개념이다 

"Write Once, Run Everywhere"라는 하나의 철학(물론,JRE에 기반하기 때문에 꼭 그렇지만은 않다;;;)으로 시작되어 발전된 개념인데 이 철학을 실현하기 위해 Java는 네 가지의 상호 연관된 기술을 엮어놓았다. 

- The Java Programming Language

- The Java Class File Format

- The Java Application Interface

- The Java Virtual Machine(JVM)

위에 4가지의 기술들을 살펴보기전에 우리가 Java로 프로그램을 만들어 수행하는 과정에 대해 알아보자.

우리가 Java Source Code를 작성하면 java라는 확장자를 가진 파일로 만들어지게 된다.

Java Source파일은 단순히 코드만을 담고 있는 파일일 뿐, 이 자체로는 수행 불가능하므로 수행하도록 하기 위해서는 Class 파일의 형태로 변경해 주어야 한다. 이 작업을 Compile이라고 한다. 

Java에서 Compile은 보통 JDK에 내장되어 있는 'javac'라고 하는 Compiler를 이용하여 수행한다

. 

이 작업을 수행하면 Source File과 같은 이름이지만 class라는 확장자를 가지는 Binary파일이 생성된다. 

이 class라는 확장자를 가진 파일은 수행이 가능한 형태의 파일이다. exe파일처럼 수행할수 있는 형태가 아니라 단순히 수행 가능한 형태라는 말이다. 

이것을 수행하기위해서는 적어도 JRE(Java Runtime Environment)라는 것이 필요하다. 물론 JDK도 가능하다. 

이 프로그램을 수행하기 위해서는 ' java'라는 프로그램을 호출하여 우리가 생성한 Class파일을 인수로 제공하면 된다. 이때  'java'라고 하는 프로그램은 Java실행 환경에 Class파일을 가지고 들어가는 역할을 하게 된다. 이러한 수행과정을 좀 더 자세히 살펴 보면 다음과 같다. 'java'라고 하는 프로그램은 Java Virtual Machine을 하나의 프로세스로 올리는 작업과 함께 Class파일의 로딩도 수행한다. 

그 이후 Class파일을 분석하여 JRE내에 있는 Java Application Program Interface(Java API)와 더불어 프로그램을 수행하도록 하는 것이다. 

java라는 확장자를 가진 소스파일로 Class파일로 생성하는 시점을 Compile Time이라고 하고, 앞서 생성된 Class파일을 수행하는 시점을 RunTime이라고 한다. 

앞서 언급한 4가지 기술

- The Java Programming Language

- The Java Class File Format

- The Java Application Interface

- The Java Virtual Machine(JVM)

들이 아래의 그림에 모두 포함되어 있다. 

처음 프로그램을 작성할때는 Java Programing Language이고, 작성한 프로그램을 Compile하면 Java Class File Format으로 변경된다. 이를 수행하기 위해서는 Java Virtual Machine을 구동시며 Class파일을 로딩한다. 

JVM으로 로딩된 프로그램은 단독으로 수행되는 것이 아니라 Java Application Pragramming Interface와 동적으로 연결되어 실행되는 것이다.

다음포스팅에서는 각각의 4가지 기술들에 대해 자세히 알아보는 시간을 가지겠다.

그때까지 See you soon!

참고

Java Perfomance Fundamental(김한도 저) 

스칼라 언어는 유닉스나 윈도우시스템 어디던지 설치될수 있다. 

스칼라를 설치하기 전에, 먼저 여러분의 컴퓨터에 설치된 자바버전이 1.5이상인지 확인해 봐야 한다. 

스칼라 환경셋팅에 대한 포스팅은 우분투 14.04를 기반으로 하겠다. 

STEP 1 : java 셋팅.

여러분의 컴퓨터에 설치된 자바버전이 1.5이상인지 확인해 보고 JAVA_HOME 환경변수를 셋팅하고 PATH 변수에 jdk 빈 디렉토리를 추가한다. 

잘 되었다면 명령창에 java -version 을 입력하고 enter를 치면 다음과 같은 내용을 볼것이다.

다음 java 컴파일러가 설치되었는지 확인 해 본다.  javac-version을 치면 다음과 같은 내용을 볼것이다.

STEP 2 : scala 셋팅.

우분투에서 스칼라를 설치하는 방법은 스칼라 다운로드 페이지에서 다운로드 받아 설치할 수도 있는데, 나는 우분투에서 간단한 명령으로 설치하였다.

 apt-get install scala

위와 같은 명령을 치면 스칼라가 설치된다.

이제 스칼라 버전을 확인해 보자.

나 같은 경우는 버전이 2.9.2이다. 

STEP 3 : scala 간단 테스트.

이제 설치를 해봤으니 스칼라 간단 테스트를 해보자.

아래와 같은 명령을 날리면  

scala>

이런식으로 나온다.  이제 Hello, Scala!를 출력해 볼까?

정상적으로 출력됐다면 위에 과정을 성공한 거다!.

다음에는 스칼라 문법에 대해 소개 하는 글을 가지고 돌아오겠다.

그때까지 see you soon~!

회사업무중 play framework를 사용할 계기가 있어 알아보던중 scala라는 언어를 알게 되었다.

그리고 급 관심이 생겼고 scala에 대해 공부하기 시작했다.

이를 바탕으로 오늘 포스팅은 scala에 대한 간단한 소개를 하려고 한다. 

스칼라 소개는 tutorialpoint.com의 scala tutorial문서를 기반으로 번역한 글이다.

scala는 Scalabla Language의 줄임말로 하이브리드한 함수형 프로그래밍 언어이다. 

Martin Odersky가 개발했고 2003년에 처음 배포되었다. 

scala는 객체지향 언어와 함수형 언어를 통합한 것이 특징인데 JVM(자바 가상머신)위에서 컴파일 된다.

비즈니스 응용프로그램에 의지하는 많은 회사들이 개발생산성과 어플리케이션의 확장성, 전체적인 신뢰성을 끓어올리기위해 스칼라로 전환하고 있다.

여기 어플리케이션 개발자들이 스칼라를 우선적으로 선택하게 만드는 스칼라의 중요한 특징들이 있다.

1.scala는 객체 지향적이다.

scala는 모든 value들이 객체인점에서 보면 순수한 객체지향 언어이다. 

객체의 타입과 행동들에 대한 설명은 다음 포스팅에서 설명하도록 하겠다.

클래스는 다중상속을 위한 깔끔한 대체물로써 서브클래스와 유연한 mixin기반의 혼합 메카니즘으로 확장된다.-->이 말은 번역하면서도 먼말인지 몰라 영어로 추가해서 써 놓았다.

(Classes are extended by subclassing and a flexible mixin-based composition mechanism as a clean replacement for multiple inheritance.)

2.scala는 함수적이다.

또 scala는 모든 함수가 value이고 모든 value가 객체이며 그 결과 모든 함수가 객체인 면에서 함수형 언어이다.

scala는 익명의 함수를 정의하기 위한 경량화된 문법을 제공하고, 고차 함수(higher-order function)를 제공한다.

scala는 함수중첩을 허용하고 currying을 제공한다. 이러한 개념은 다음포스팅에서 자세히 설명하도록 하겠다.

3.scala는 statically typed형 언어이다.

scala는 다른  statically typed형 언어(java,c++,c)와 다르게 쓸모없는 타입 정보를 제공해주지 안는다.

대부분의 경우의 type들을 구체화해 줄 필요가 없으면 반복할 필요도 없다.

4.scala는 jvm위에서 돌아간다.

scala는 java byte code로 컴파일 되면, jvm에 의해 실행된다. 이 의미는 scala와 자바는 공통된 런타임 플랫폼을 가지고 있다는 있다는 것을 의미한다. 그래서 여러분은 자바에서 scala로 쉽게 이동할 수 있다

scala 컴파일러는 scala 코드를 java byte code로 컴파일 하는데 이것은 scala 명령어로도 실행될 수 있다. scala 명령어는 자바명령어와 비슷한데, 즉 컴파일된 scala 코드를 실행시키는 것이다.

5.scala는 자바코드를 실행할 수 있다.

scala는 scala안에서 java sdk의 모든 클래스와 자바클래스,자바오픈소스프로젝트를 사용할수 있게 해준다.

Scala vs Java

Scala는 자바와 다른 몇가지 다른 특징들이 있다.

-모든 타입이 객체

-타입 추론

-중첩 함수 

-함수는 객체

-Domain specific language(DSL) 지원

-Traits.?--> 이건 더 알아봐야 겠다.

-Closures.? --> 이것도.

-Erlang의 영감을 받은 동시성 지원?? -->이것도.

Scala Web Frameworks

Scala는 엔터프라이즈 웹 어플리케이션으로 어디서나 중요하게 사용되고 있다. 

아래가  인기있는 Scala 웹프레임워크가 있다.

1.The Lift Framework

2.The Play Framework

3.The Bowler Framework

scala를 간단하게 소개해 보았다.

다음 포스팅때는 scala 환경을 셋팅하는 것을 주제로 포스팅 하도록 하겠다.

그때까지 see you soon~!