[Java] 자바 시작

객체지향프로그래밍 완전 기초

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컴퓨터와 소프트웨어

프로그래밍: 프로그래머가 만능 기계인 컴퓨터를 이용해 소프트웨어를 개발하는 것

 

프로그래밍 언어

• 컴퓨터가 실행할 프로그램을 작성하기 위한 언어(컴퓨터 언어, 기계어)
  
  
• 기계어
  
  • 0, 1의 이진수로 구성된 언어
  • 컴퓨터의 CPU는 기계어만 이해, 처리가능
    
    
• 어셈블리어
  •  기계어 명령을 ADD, SUB, MOVE등과 같은 표현하기 쉬운 상징적인 단어인 니모닉 기호(mnemonic symbol)로 일대일 대응시킨 언어
  • (기계어 BASE, 자주 쓰는 기호들 이용해서 대응, 자주 쓸 수 있도록 상징해주는 언어)
    
    
• 고급언어
  • 사람이 이해하기 쉽고, 복잡한 작업, 자료구조, 알고리즘을 표현하기 위해 고안된 언어
  • 절차 지향 언어와 객체 지향 언어로 나눌 수 있음
  • 고급 언어(High-quality) 저급 언어(Low-quality)는 quality로 나뉘는 것으로, 급이 낮고 높음이 아님!! 여기서 quality는 단계를 의미한다. 정리하면 고급 언어는 저급 언어보다 거쳐야 할 단계가 복잡한 언어를 의미
    
    

프로그래밍과 컴파일

• 소스: 프로그래밍 언어로 작성된 텍스트 파일
• 컴파일: 소스 파일을 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 만드는 과정 (번역 과정)
• 컴파일러: 컴파일을 진행시키는 소프트웨어
• 자바의 경우 .java 가 컴파일되어 .class 가 됨
  
  

☞  연습문제

1. 어셈블리어는 주로 어디에 사용되는가?
   
   HW를 직접적으로 제어하기 위해
   
   
2. 고급 프로그램 언어를 기계어로 변환하는 과정은?
   
   컴파일
   
   
3. 자바 컴파일러로 C++ 소스 프로그램을 컴파일 할 수 있는가?
   
   X
   
   

자바의 시작

• 선마이크로시스템즈의 제임스 고슬링에 의해 시작 (가전제품에 들어갈 소프트웨어를 위해 개발)
• 1995년에 발표
• 목적 (기존 언어의 단점, 고슬링이 느꼈던 문제점)
  1. 플랫폼 호환성 문제 해결
     • 기존 언어로 작성된 프로그램은 PC, 유닉스, 메인 프레임 등 플랫폼 간 호환 안됨
     • 소스를 다시 컴파일하거나 프로그램을 재 작성해야함
       
       
  2. 플랫폼 독립적 언어 개발
     • 모든 플랫폼에서 호환성 갖는 프로그래밍 언어 필요
     • 네트워크, 특히 웹에 최적화된 프로그래밍 언어의 필요성
       
       
  3. 메모리 사용량이 적고 다양한 플랫폼을 가지는 가전 제품에 적용
     • 가전 제품: 작은 량의 메모리를 가지는 제어 장치
     • 내장형 시스템 요구 충족
       
       
• 초기 이름 --> 오크(OAK)
• 2009년에 오라클이 선마이크로시스템즈 인수

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자바의 특징

기존 언어의 플랫폼 종속성

• 각 플랫폼마다 다 만들어야함
• 기계어가 CPU마다 다르고, 운영체제마다 API와 실행파일 형식이 다르기 때문
  
  

자바의 플랫폼 독립성, WORA(Write Once Run Anywhere)

• 한 번 작성된 코드는 모든 플랫폼에서 바로 실행되는 자바의 특징, 플랫폼마다 개발할 필요 X
• C/C++ 등 기존 언어가 가진 플랫폼 종속성 극복
• 네트워크에 연결된 어느 클라이언트에서나 실행 (웹 브라우저, 분산 환경 지원)
  
  

WORA를 가능하게 하는 자바의 특징

• 바이트 코드 (byte code)
  • 자바 소스를 컴파일한 목적 코드
  • CPU에 종속적이지 않은 중립적인 코드
  • JVM에서 실행 가능한 바이너리 코드
  • JVM이 작동 중인 플랫폼에서 실행 (JVM에 의해 해석, 실행)
  • 클래스 파일(.class)에 저장
    
    
• JVM(Java Virtual Machine)
  • 자바 바이트 코드를 실행하는 자바 가상 머신(소프트웨어)
  • 그 기계에 맞춤 버전으로 바꿔줌
  • 각기 다른 플랫폼에 설치 (플랫폼 종속적)
  • 동일한 자바 실행 환경 제공
    
    
• 자바의 실행
  • JVM이 클래스 파일(.class)의 바이트 코드 실행
    
    
• JVM은 각 기계에 맞게 있어서 종속적이고, 자바 자체(.class)는 플랫폼 독립적이다
  
  

자바 응용프로그램 실행 환경

• 실행 환경
  • 자바 가상 기계 + 자바 API(자바 플랫폼의 다양한 클래스 라이브러리, 남이 짜놓은 코드들)
    
    
• 응용프로그램 실행
  • main() 메소드 가진 클래스의 main() 에서 실행 시작
  • JVM은 필요할 때 클래스 파일 로딩, 적은 메모리로 실행 가능
    
    

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자바의 특성

1. 플랫폼 독립성
   • 하드웨어, 운영체제에 종속되지 않은 바이트 코드로 플랫폼 독립성
     
     
2. 객체지향
   • 캡슐화, 상속, 다형성 지원
     
     
3. 클래스로 캡슐화
   • 자바의 모든 변수나 함수는 클래스 내에 선언
   • 클래스 안에서 클래스(내부 클래스) 작성 가능 
     
     
4. 소스(.java)와 클래스(.class) 파일
   • 하나의 소스 파일에 여러가지 클래스 작성 가능 --> public 클래스는 하나만 가능
   • 소스 파일의 이름과 public으로 선언된 클래스 이름은 같아야 함.
   • 클래스 파일에는 하나의 클래스만 존재 --> 다수의 클래스 가진 자바 소스를 컴파일 하면 클래스마다 별도로 클래스 파일 생성됨
     
     
5. 실행 코드 배포
   • 한 개의 class 혹은 다수의 class 파일로 구성되는데 여러 폴더에 걸쳐 다수의 클래스 파일로 구성된 경우 jar 압축 파일로 배포
   • 자바 응용 프로그램의 실행은 main() 메소드에서 시작
     • 하나의 클래스 파일에 두 개 이상의 main()메소드 있을 수 없음 but 각 클래스 파일이 main() 메소드를 포함하는 것은 상관 없음
       
       
6. 패키지
   • 서로 관련 있는 여러 클래스를 패키지로 묶어 관리
   • 폴더(통) 개념
     
     
7. 멀티 스레드
   • 여러 스레드의 동시 수행 환경 지원 (multitask)
   • 운영체제(OS)의 도움 없이 자체적으로 멀티스레드 지원 (C/C++ 프로그램은 멀티 스레드 위해 운영체제 API 호출)
     
     
8. 가비지 컬렉션 (garbage collection)
   • 자바 언어는 메모리 할당 기능 있어도 메모리 반환 기능 없음
     • 사용하지 않는 메모리는 JVM에 의해 자동 반환 --> 가비지 컬렉션
   • 간단한 코드면 상관 없는데 메모리 크면 갑자기 멈춰 단점,, 양날의 검
     
     
9. 실시간 응용프로그램에 부적합
   • 실행 도중 예측할 수 없는 시점에 가비지 컬렉션 실행 때문 -> 응용 프로그램의 일시적 중단 발생
     
     
10. 안전
    • 타입 체크가 안전하고 물리적 주소를 사용하는 포인터 개념이 없어 자동으로 메모리 관리
      
      
11. 프로그램 작성 쉬움
    • 포인터 개념 X
    • 동적 메모리 반환 X
    • 다양한 라이브러리 지원

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참고

명품 자바 에센셜(생능출판, 황기태 저)