[JAVA] 자바(JAVA)란?

 

JAVA 언어를 처음 접할 때가 2009년이었다. 그때 당시엔 JAVA가 무엇인지 어떻게 사용되는건지도 모른채 그냥 사용했던것 같다. 그러다 문득 내가 JAVA언어를 사용해 웹 애플리케이션도, Bot, 웹앱 플랫폼, 응용프로그램 등등을 만들지만 누군가가 "JAVA란 무엇인가요?" 라는 질문을 했을때 막힘없이 JAVA에 대해서 설명을 할 수 있을까? 하는 의문이 들었고 내 자신에게 JAVA에 대해서 설명해보았다. 속 시원한 결과를 내지 못하는 나를 발견할 수 있었다. 그래서 JAVA란 무엇이고 JAVA의 특징에 대해서 알아보고자 한다.

 

 

 

 

 

 

 

Java란 무엇인가?

 

자바는 썬 마이크로시스템즈(Sun Microsystems, Inc)에서 개발하여 1995년도에 공식적으로 발표한 객체지향 프로그래밍 언어이다. 자바의 가장 중요한 특징은 운영체제(Operation System)에 독립적이라는 것이다. 자바로 작성된 프로그램은 운영체제의 종류에 관계없이 실행이 가능하기 때문에, 운영체제에 따라 프로그램을 전혀 변경하지 않고도 실행이 가능하다. 이러한 장점으로 인해 자바는 다양한 기종의 컴퓨터와 운영체제가 공존하는 인터넷 환경에 적합한 언어로써 인터넷의 발전과 함께 많은 사용자층을 확보할 수 있었다. 또한 객체지향개념과 기존의 다른 프로그래밍언어, 특히 C++의 장점을 채택하는 동시에 잘 사용되지 않는 부분은 과감히 제외시킴으로써 비교적 배우기 쉽고 이해하기 쉬운 간결한 표현이 가능하도록 했다. 자바는 풍부한 클래스 라이브러리(Java API)를 통해 프로그래밍에 필요한 요소들을 기본적으로 제공하기 때문에 자바 프로그래머는 단순히 이 클래스 라이브러리만을 잘 활용해도 강력한 기능의 자바 프로그램을 작성할 수 있다.

 

 

 

 

 

Java의 역사

 

[이미지출처] https://codegym.cc/ko/groups/posts/ko.594.jabaui-yeogsa-1991nyeonbuteo-2021nyeonkkajiui-java-gaebal-jeonche-iyagi

 

자바의 역사는 1991년에 썬의 엔지니어들에 의해서 고안된 오크(Oak)라는 언어에서부터 시작되었다. 제임스 고슬링과 아서 밴 호프와 같은 썬의 엔지니어들의 원래 목표는 가전제품에 탑재된 소프트웨어를 만드는 것이었다. 처음에는 C++을 확장해서 사용하려 했지만 C++로는 그들의 목적을 이루기에 부족하다는 것을 깨달았다. 그래서 C++의 장점을 도입하고 단점을 보완한 새로운 언어를 개발하기에 이르렀다. 오크는 처음에 가전제품이나 PDA와 같은 소형기기에 사용될 목적이었으나 여러 종류의 운영체제를 사용하는 컴퓨터들이 통신하는 인터넷이 등장하자 운영체제에 독립적인 오크가 이에 적합하다고 판단하여 오크를 인터넷에 적합하도록 그 개발 방향을 바꾸면서 이름을 자바(JAVA)로 변경하였으며, 자바로 개발한 웹 브라우저의 핫 자바(Hot Java)를 발표하고 그 다음 해인 1995년도 자바의 정식 버전을 발표했다.

그 당시만 해도 자바로 작성된 애플릿(Applet)은 정적인 웹 페이지에 사운드와 애니메이션 등의 멀티미디어적인 요소들을 제공할 수 있는 유일한 방법이었기 때문에 많은 인기를 얻고 단 기간에 많은 사용자층을 확보할 수 있었다. 그러나 보안상의 이유로 최신 웹 브라우져에서 애플릿을 더 이상 지원하지 않게 되었다. 대신 서버 쪽 프로그래밍을 위한 서블릿(Servlet)과 JSP(Java Server Pages)가 더 많이 사용되고 있다. 그리고 구글의 스마트폰 운영체제인 안드로이드에서도 Java를 사용한다.

1991년 : Sun Microsystems에서 "Oak"라는 이름으로 개발 시작
1995년 : Java 1.0 공식 발표
1999년 : Java 2 등장(J2SE, J2EE, J2ME)
2006년 : Java의 오픈소스화(OpenJDK)
2010년 : Oracle이 Sun Microsystems 인수
2017년 이후 : Java SE 9부터 6개월마다 새로운 버전 출시

 

 

 

현재 Java는 지속적으로 발전하며, 웹 개발(Spring), 모바일 개발(Android), 빅데이터, AI 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.

 

 

 

 

 

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Java언어의 특징

 

1. 운영체제에 독립적이다.

기존의 언어는 한 운영체제에 맞게 개발된 프로그램을 다른 종류의 운영체제에 적용하기 위해서는 많은 노력이 필요하였지만, 자바에서는 더 이상 그런 노력을 하지 않아도 된다. 이것은 일종의 에뮬레이터인 자바가상머신(JVM)을 통해서 가능한 것인데, 자바 응용프로그램은 운영체제나 하드웨어가 아닌 JVM하고만 통신하고 JVM이 자바 응용프로그램으로부터 전달받은 명령을 해당 운영체제가 이해할 수 있도록 변환하여 전달한다. 자바로 작성된 프로그램은 운영체제에 독립적이지만 JVM은 운영체제에 종속적이어서 썬에서는 여러 운영체제에 설치할 수 있는 서로 다른 버전의 JVM을 제공하고 있다.

 

 

 

 

2. 객체지향언어이다.(OOP)

자바는 프로그래밍의 대세로 자리 잡은 객체지향 프로그래밍언어(Object-oriented programming language)중의 하나로 객체지향개념의 특징은 상속, 캡슐화, 다형성이 잘 적용된 순수한 객체지향언어라는 평가를 받고 있다.

✔ OOP ( Object-Oriented Programming, OOP )

1. 캡슐화(Encapsulation)
데이터를 private 으로 감싸고, getter/setter 메서드로 접근 제어

2. 상속(Inheritance)
기존 클래스를 확장하여 코드 재사용 가능 (extends 키워드 사용)

3. 다형성(Polymorphism)
같은 인터페이스를 구현한 다양한 객체를 동일한 방식으로 사용할 수 있음

4. 추상화(Abstraction)불필요한 세부 사항을 숨기고 핵심 기능만 제공

 

 

 

3. 비교적 배우기 쉬운 언어이다.

자바의 연산자와 기본구문은 C++에서 객체지향관련 구문은 스몰톡(Small talk)이라는 객체지향언어에서 가져왔다. 이들 언어의 장점은 취하면서 복잡하고 불필요한 부분은 과감히 제거하여 단순화함으로서 쉽게 배울 수 있으며, 간결하고 이해하기 쉬운 코드를 작성할 수 있도록 하였다. 객체제향언어의 특징인 재사용성과 유지보수의 용이성 등의 많은 장점에도 불구하고 배우기가 어렵기 때문에 많은 사용자층을 확보하지 못했으나 자바의 간결하면서도 명료한 객체지향적 설계는 사용자들이 객체지향개념을 보다 쉽게 이해하고 활용할 수 있도록 하여 객체지향 프로그래밍의 저변확대에 크게 기여했다.

 

4. 자동 메모리 관리가 가능하다.

자바로 작성된 프로그램이 실행되면, 가비지컬렉터(Garbage Collector)가 자동적으로 메모리를 관리해주기 때문에 프로그래머는 메모리를 따로 관리 하지 않아도 된다. 가비지컬렉터가 없다면 프로그래머가 사용하지 않는 메모리를 체크하고 반환하는 일을 수동적으로 처리해야할 것이다. 자동으로 메모리를 관리한다는 것이 다소 비효율적인 면도 있지만, 프로그래머가 보다 프로그래밍에 집중할 수 있도록 도와준다.

 

 

5. 네트워크와 분산처리를 지원한다.

인터넷과 대규모 분산환경을 염두에 둔 까닭인지 풍부하고 다양한 네트워크 프로그래밍 라이브러리(Java API)를 통해 비교적 짧은 시간에 네트워크 관련 프로그램을 쉽게 개발할 수 있도록 지원한다.

 

 

6. 멀티쓰레드를 지원한다.

멀티쓰레드(Multi-thread)의 지원은 사용되는 운영체제에 따라 구현방법도 상이하며, 처리방식도 다르다. 그러나 자바에서 개발되는 멀티쓰레드 프로그램은 시스템과는 관계없이 구현가능하며, 관련된 라이브러리가 제공되므로 구현이 쉽다. 그리고 여러 쓰레드에 대한 스케줄링을 자바 인터프리터가 담당하게 된다.

 

 

7. 동적로딩을 지원한다.

보통 자바로 작성된 애플리케이션은 여러 개의 클레스로 구성되어 있다. 자바는 동적 로딩을 지원하기 때문에 실행 시에 모든 클래스가 로딩되지 않고 필요한 시점에 클래스를 로딩하여 사용할 수 있다는 장점이 있다. 그외에도 일부 클래스가 벼경되어도 전체 애플리케이션을 다시 컴퍼일 하지 않아도 되며, 애플리케이션의 변경사항이 발생해도 비교적 적은 작업만으로도 처리할 수 있는 유연한 애플리케이션을 작성할 수 있다.

 

 

8. 강력한 보안 기능을 지원한다.

Java는 보안성이 높은 언어입니다. 악성 코드 실행을 방지하고 안전한 애플리케이션을 개발할 수 있도록 합니다.

✔ Java의 보안 기능

1. 클래스 로더(Class Loader)
실행 중인 Java 프로그램에 악성 코드가 포함되지 않도록 차단

2. 보안 관리자 (Security Manager)
파일 읽기/쓰기, 네트워크 접근 등 보안 정책 적용 가능

3. 샌드박스 환경 (Sandboxing)
실행되는 코드가 지정된 환경 안에서만 작동하도록 제한

4. 암호화 지원
Java Cryptography Architecture(JCA), Java Security API 활용 가능

 

 

 

 

 

 

Java언어의 장점 & 단점

 

✔️  장점

1. 플랫폼 독립성: JVM을 통해 다양한 OS에서 실행 가능
2. 객체 지향 언어: 유지보수와 코드 재사용성이 뛰어남
3. 강력한 라이브러리 및 프레임워크: 개발 생산성이 높음
4. 자동 메모리 관리(GC): 메모리 누수 방지
5. 멀티스레딩 지원: 동시 작업 처리가 뛰어남
6. 보안성: 실행 환경에서 강력한 보안 제공
7. 대규모 애플리케이션 개발 가능: 기업 환경에서 많이 사용

 

❌ 단점

1. 속도 문제: C/C++보다 실행 속도가 느림 (JVM 실행 때문에)
2. 메모리 사용량이 많음: 자동 메모리 관리(GC)로 인해 RAM 사용이 많음
3. JVM 의존성: JVM이 필요하므로 실행 환경 설정이 필요함
4. GUI 개발이 어려움: JavaFX, Swing 등이 있지만, 현대적인 UI 개발에는 다소 부족함

 

 

 

 

 

왜 Java를 사용해야 하는가?

 

 

Java는 1995년 출시된 이후 현재까지도 꾸준히 인기 있는 프로그래밍 언어입니다. 그 이유는 Java가 제공하는 강력한 기능, 안정성, 플랫폼 독립성, 풍부한 라이브러리, 강력한 커뮤니티 지원 등에 있습니다. 기업 환경에서 대규모 애플리케이션을 개발할 때, 안정적이고 확장 가능한 언어가 필요합니다. Java는 이러한 요구를 충족하며, 웹 애플리케이션, 모바일(Android) 애플리케이션, 서버 애플리케이션, 데이터베이스 연동, 클라우드 컴퓨팅 등 다양한 분야에서 사용됩니다.

1. 플랫폼 독립성: JVM(Java Virtual Machine) 덕분에 다양한 운영체제에서 실행 가능
2. 강력한 라이브러리 지원: 방대한 표준 API와 오픈소스 라이브러리 활용 가능
3. 보안성: 강력한 보안 기능(JVM의 샌드박스 환경, 클래스 로더, 보안 매니저 등)
4. 객체 지향 프로그래밍(OOP): 유지보수성과 재사용성이 높은 코드 작성 가능
5. 대규모 애플리케이션 개발 가능: 대기업에서 많이 사용 (예: 금융, 전자상거래, 기업용 애플리케이션)
6. 커뮤니티와 생태계: 세계적으로 많은 개발자와 오픈소스 프로젝트 존재

 

 

 

 

 

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JVM

 

JVM(Java Virtual Machine)은 '자바를 실행하기 위한 가상 기계'라고 할 수 있다. 가상 기계라는 말이 좀 어색하겠지만 영어권에서는 컴퓨터를 머신이라고도 부르기 때문에 머신이라는 용어대신 '컴퓨터를 사용해서 자바를 실행하기 위한 가상 컴퓨터'라고 이해하면 좋을 것이다.

자바로 작성된 애플리케이션은 모두 가상 컴퓨터(JVM)에서만 실행되기 때문에, 자바 애플리케이션이 실행되기 위해서는 반드시 JVM이 필요하다. 

 

Java 애플리케이션과 일반 애플리케이션

 

일반 애플리케이션의 코드는 OS만 거치고 하드웨어로 전달되는데 비해 Java애플리케이션은 JVM을 한 번더 거치기 때문에, 하드웨어에 맞게 완전히 컴파일된 상태가 아니고 실행 시에 해석되기 때문에 속도가 느리다는 단점을 가지고 있다. 그러나 요즘엔 바이트코드를 하드웨어의 기계어로 바로 변환해주는 JIT컴파일러와 향상된 최적화 기술이 적용되어서 속도의 격차를 많이 줄였다.

 

 

 

 

 

@Junesker

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