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JDK, JRE, JVM

JDK, JRE, JVM

Date

2024/03/03

JDK (Java Development Kit)

JDK는 자바 개발 키트의 약자로, 개발자들이 자바로 개발하는데 사용되는 SDK 키트라 생각하면 된다. 그래서 JDK 안에는 자바를 개발 시 필요한 라이브러리들과 javac, javadoc 등의 개발 도구가 포함되어 있고, 자바 프로그램 실행을 위한 JRE도 함께 포함되어 있다.

SDK?

SDK(Software Development Kit)는 소프트웨어 개발을 위한 도구 모음을 의미한다. 개발자가 기존 소프트웨어를 활용해 새로운 애플리케이션을 개발할 수 있도록 지원한다. 컴파일러, 디버거, API 등이 포함되어 있으며, 특정 플랫폼용 앱을 개발할 수 있다. 예시로 안드로이드 앱 개발에는 Java를 포함한 SDK, iOS 개발에는 Swift가 포함된 iOS SDK, MS Windows 개발에는 .NET을 포함한 .NET Framework SDK가 사용된다.

JDK Version

자바의 버전을 표현할 때는 보통 JDK 또는 Java SE 버전으로 나타낸다.

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Java SE(Java Standard Edition)

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가장 기본적인 클래스 패키지로 구성

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PC용 애플리케이션, 응용프로그램 개발, 웹 개발, 안드로이드 개발

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PC에 설치해서 사용할 수 있는 모든 프로그램 개발에 관한 것

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Java EE(Java Enterprise Edition)

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대규모 기업용 솔루션 개발, 모바일폰, 셋탑 박스 등 개발

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Java ME(Java Micro Edition)

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작은 기기를 다루는데 이용하는 에디션

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Java SE를 라이트하게 만든 것

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Java FX

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가볍고 예쁜 GUI를 제공하는 에디션

보통 Java 11, Java 17 등의 버전을 말하는 것은 결국 JDK의 버전을 의미한다고 보면 된다.

→ Java를 설치한다 == JDK를 설치한다

다양한 JDK

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Oracle JDK - Oracle에서 유로 라이센스로 제공하는 JDK

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Open JDK - 유명한 무료 JDK

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Azul Zulu - 인지도가 높은 JDK 중 하나이며, Mac 등에서 사용할 수 있는 바이너리를 제공하는 것이 특징

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Amazon Corretto - AWS에서 제공하는 JDK

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Temurin - Eclipse에서 제공하는 JDK. Eclipse를 사용한다면 Temurin 설치를 추천

JRE (Java Runtime Environment)

JRE는 자바 실행 환경의 약자로, JVM과 자바 프로그램 실행 시 필요한 라이브러리 API를 함께 묶어서 배포되는 패키지이다. 이외에도 자바 런타임 환경에서 사용하는 프로퍼티 세팅이나 리소스 파일(jar 파일)을 가지고 있다.

간단히, Java로 프로그램을 개발하려면 JDK가, 컴파일 된 Java 프로그램을 실행시키려면 JRE가 필요하다고 보면 된다.

JRE는 기본적으로 JDK에 포함되어 있기에 JDK를 설치하면 함께 설치된다.

JVM (Java Virtual Machine)

JVM은 자바 가상 머신의 약자로, 그냥 자바를 돌리는 프로그램 정도로 이해하면 된다.

Java라는 프로그래밍 언어가 인기 있는 핵심 이유 중 하나가 바로 이 JVM인데, JVM을 사용함으로써 얻는 가장 큰 이점은 Java 프로그램을 모든 플랫폼에서 제약 없이 동작할 수 있도록 할 수 있다는 것이다.

java.compareTo(c)

Java는 OS에 종속적이지 않다는 특징을 가지고 있다. OS에 종속받지 않고 실행되려면 OS 위에서 Java를 실행시킬 무언가가 필요한데, 그게 바로 JVM이다. 말그대로 가상 머신.

C (WOCA)

c언어 코드를 작성하고 실행하면 exe 파일로 떨어져, 그 exe 파일을 실행하면 c언어 코드가 실행된다. 개발자가 소스 코드를 작성하면, 기계에 맞춰진 컴파일러가 각 기계가 이해하는 기계어로 변환해주어 실행 프로그램(exe)을 만들어 주는 것이다. 이렇게 컴파일된 코드를 Binary Code(기계어)라고 부른다. 이를 WOCA(Write Once, Compile Anywhere)라고 한다.

그런데 이 기계어는 사용하는 운영 체제에 종속적이라는 특징이 있다. 예를 들어, 리눅스에서 컴파일하여 만든 실행파일을 윈도우에서 실행하면, 돌아가지 않게 된다. 이처럼 OS마다 차이가 존재하기 때문에 OS별로 별도의 컴파일러를 통한 크로스 컴파일(Cross Compile)이 필요하게 된다. 규모가 큰 프로그램의 경우 컴파일에도 오랜 시간이 걸릴 수 있다는 점을 고려할 때, 이는 프로그램의 유연성과 이식성을 떨어뜨리게 된다.

Java (WORA)

이러한 OS 의존 문제를 해결하고자 Java(JVM)가 등장한다. Java 언어로 작성한 소스파일은 직접 운영체제로 가서 실행하는 것이 아닌, JVM을 거쳐서 운영체제와 상호작용을 하게 된다. 이 말은 JVM만 있으면 운영체제가 리눅스든, 맥이든 관계없이운영체제로부터 독립적으로 프로그램을 제약없이 실행할 수 있다는 의미이다. 이것이 가능한 이유는 컴파일된 코드와 하드웨어/OS 사이 중간에서, 해당 하드웨어/OS 환경에 알맞게 JVM이 Byte Code로 변환해주기 때문이다.

Java Compiler가 Java로 작성된 소스 코드 .java 파일을 .class 파일인 Byte Code로 컴파일한다.

Byte Code를 기계어로 변환시키기 위해 가상 CPU가 필요한데, 이것이 JVM의 역할이다.

JVM이 Byte Code를 기계어(Binary Code)로 변환한다.

이렇게 JVM에 의해 컴파일된 기계어는 바로 CPU에서 실행되어 사용자에게 서비스를 제공해준다.

이처럼 Java는 WORA(Write Once, Read Anywhere)이라는 재컴파일할 필요가 없고 바로 기계가 읽고 실행할 수 있게 하는 특성을 가진다.

단, 간과하면 안되는 점은 JVM 자체는 OS에 종속적이므로, 각 운영체제에 맞는 JVM을 설치해야할 필요가 있다는 것. 사용자 입장에서는 C나 Java나 똑같이 프로그램을 구동하기 위해 머신을 설치해야 한다는 점에서 별 차이가 없게 느껴질 수도 있다. 하지만 개발자 입장에서는 윈도우용 C코드와 리눅스용 C코드를 각각 만들어야 하는 불편함에서, Java는 한 번 개발해두면 OS에 맞는 JVM만 잘 설치해주면 어디든 구동이 가능하기에 효율성과 생산성이 매우 높아진다.

그러나 Java 프로그램은 일반 프로그램보다 JVM이라는 한 단계를 더 거쳐야하므로, 결국은 상대적으로 실행 속도가 느리다는 단점을 가지고 있다.

즉, Java는 C언어와 달리 두 번의 컴파일로 인한 속도의 문제가 발생하는데, 이를 보완하기 위해 JIT 컴파일러라는 내부 프로그램을 사용해서 필요한 부분만을 기계어로 바꾸어 줌으로써 성능 향상을 가져왔지만 그럼에도 C언어의 실행 속도를 따라잡지는 못했다. 게임이나 임베디드에서 C계열 언어를 사용하는 이유가 이 때문이기도 하다.

JIT Compiler (Just In Time Compiler) 기존의 자바는 인터프리터 방식으로 명령어를 하나씩 실행하게끔 이루어져 있어 실행 속도가 느렸다. 하지만 하드웨어가 발전하면서 자바 컴파일러도 JIT 방식으로 개선되어 속도면에서 상당한 개선을 이루었다. JIT 컴파일러는 같은 코드를 매번 해석하지 않고, 실행할 때 컴파일을 하면서 해당 코드를 캐싱한다. 이후에는 바뀐 부분만 컴파일하고 나머지는 캐싱된 코드를 사용한다. 동적 번역(dynamic translation)이라고도 불리는 이 기법은 이전의 자바 해석기 방식보다 성능이 10배 ~ 20배 정도 더 좋다.

Reference

☕ JDK / JRE / JVM 개념 & 구성 원리 💯 총정리

자바를 처음 설치하면 C:\Program Files\Java 폴더에 아래와 같이 JDK와 JRE 가 각각 설치되는 것을 볼 수 있다. 그렇다면 이 JDK와 JRE의 역할은 무엇인지 그리고 자바 프로그램(JVM)은 어떤식으로 돌아가는지에 대해 정리해보는 시간을 가져보자. JDK (Java Development Kit) JDK는 자바 개발키트(Java Development Kit)의 약자로 개발자들이 자바로 개발하는 데 사용되는 SDK 키트라 생각하면 된다. 그래서 JDK안에는 자바를 개발 시 필요한 라이브러리들과 javac, javadoc 등의 개발 도구들을 포함되어 있고, 개발을 하려면 자바 프로그램을 실행도 시켜줘야 하기 때문에 뒤에서 배울 JRE(Java Runtime Environment)도 함께 ..

https://inpa.tistory.com/entry/JAVA-%E2%98%95-JDK-JRE-JVM-%EA%B0%9C%EB%85%90-%EA%B5%AC%EC%84%B1-%EC%9B%90%EB%A6%AC-%F0%9F%92%AF-%EC%99%84%EB%B2%BD-%EC%B4%9D%EC%A0%95%EB%A6%AC

[JAVA기초] JVM이란?

Java Virtual Machine의 줄임말인 JVM은 OS에 종속받지 않고 CPU가 JAVA를 인식, 실행할 수 있게 하는 가상 컴퓨터입니다.그렇기 때문에, JAVA언어는 JVM에 의해 "운영체제에 독립적"이라는 장점을 가질 수 있게됩니다.컴파일 과정위의 동작처럼

https://velog.io/@jungmyeong96/JAVA%EA%B8%B0%EC%B4%88-JVM%EC%9D%B4%EB%9E%80