대학생 시절만 하더라도
나는 IT업계는 프로그래밍 언어가 중요한 부분을 차지한다고 생각하고 있었다.
그리고 지금 생각만해도 매우 웃음이 나오지만
나 혼자만 잘하면 다 될 것이라고 생각했었다.
하지만 실제로 개발자로서 일하면서 점점 느끼는 사실은
프로그래밍은 일부에 불과하다는 것과
나 혼자서 하기에는 엔터프라이즈 급의 프로그램을
요구를 정의하고, 설계를 하고, 프로그래밍을 하고, 테스트하는
과정을 시간적으로 그리고 인간의 체력의 한계가 있기 때문에
절대 불가능하다는 사실을 깨달았다.
그리고 해를 거듭하면 거듭할 수록
다른 사람들과 프로젝트를 진행하면서
이런 느낌은 더더욱 강해지기 시작 했다.
물론 그 시절에는 대학생이였고,
개발 경험이라고는 전무 했기 때문이여서 그럴 수 있다고는 생각하지만 말이다.
어쨋든 그런 웃음이 나는 일들을 떠올리면서도
IT업계에서 일을 하면서 여러가지 느끼는 것이 있고
생각하는 것들이 있는데,
그 중 일부가 실제 개발자가 작성한 코드가
어떤 과정을 거쳐서 컴퓨터에서 어떻게 실행되는가에 대한 것과
크로스 플랫폼에 대한 것이다.
물론 단순히 프로그래밍을 한다고 생각한다면,
이에 대해 깊게 생각할 필요는 없다.
하지만, 나의 목표는 진정한 엔지니어가 되는 것이 목표이고,
더 나아가 내가 가지고 있는 커뮤니케이션 능력, 경험, 그리고 기술들로
사회의 문제를 해결해주는
그런 해결사의 역할을 하고 싶기 때문이다.
그리고 그러기 위해서는
IT업계에서는 소프트웨어 아키텍트라고 불리우는 급이 되어야한다.
그렇다고 한다면,
내가 해야할 것은 다양한 시스템을 경험해보고
다양한 아키텍처를 보며, 이를 분석하여
내 나름대로 이에 대한 직감을 가지는 것과 동시에
이를 '부분적 진리'까지 승화시켜 다른 사람들에게 설명할 수 있어야 할 것이다.
이 글을 포함한 내 블로그들의 모든 글들은
그러한 과정 중에 하나이다.
그렇기에 이번에는 이런 고민들 중 하나인
프로그래밍 언어의 표준이라고 말할 수 도 있는 C 계열과
JAVA의 실행 과정에 대해 그리고 크로스 플랫폼에 대해
이야기를 해보자.
이야기 하기 앞서 C와 JAVA에 대한 기본적인 배경 지식은
BEP프로젝트의 프로그래밍 언어에서 다룬적이 있기 때문에
해당 포스팅을 참고하길 바란다.
그럼 먼저 크로스 플랫폼에 대해 정의를 내려본 다음
본격적으로 각각의 JAVA와 C언어의 코드 부터 실행까지의 과정과
크로스 플랫폼에 관한 이야기를,
그리고 마지막으로 결론을 내려보자.
크로스 플랫폼에 대해
우선 여기서 사용하는 단어인 크로스 플랫폼은
사실 매우 애매모호한 단어이다.
끼워 맞추면 전반적인 IT계열에서 사용할 수 있기 때문이다.
물론 필요에 의해 먼저 개발되고 용어가 정의되는 것이
IT업계이기 때문에 이는 어쩔 수 없기도 하다.
따라서 이런 혼란을 막기 위해 이야기를 시작하기 전에
크로스 플랫폼에 대해 정의를 하고 넘어가는 것이 옳다고 생각 한다.
옥스포드 영영사전에 따르면 크로스 플랫폼에 대해 아래와 같이 정의내리고 있다.
다른 타입의 컴퓨터나 프로그램을 사용할 수 있는
컴퓨터 프로그램 또는 전자 기기
쉽게 설명하자면 예컨데,
어떤 프로그램을 C라는 언어로 프로그래밍해 만들었다고 가정해보자.
C로 프로그래밍하고 빌드하였다면,
실행할 수 있는 exe파일과 그 외의 다른 파일들이 생성되는데
이것들을 가지고 하나의 프로그램으로 본다면
Windows, MAC, Linux에서 실행이 가능하며,
더 나아가 수 많은 다른 전자기기인 컴퓨터를 포함해
현재 컴퓨팅 패러다임인 아이폰, 갤럭시와 같은 모바일 기기에서도 실행이 가능하다면,
내가 내린 정의 하에서는
이 프로그램을 크로스 플랫폼이라 부를 수 있을 것 이다.
하지만, 내가 알고있는 한
현재 기술력으로는 이러한 정의에 부합하는
크로스 플랫폼이라는 것은 존재하지 않는다.
왜냐하면 C언어로 빌드된 프로그램은 해당 운영체제에 종속되어버리기 때문이다.
쉽게 말해 Window에서 빌드했다면 Window에서,
MAC에서 빌드했다면 MAC에서 밖에 실행할 수 없다.
물론 좀 더 크로스 플랫폼이라는 정의를 유연하게 한다면
C언어는 크로스 플랫폼이라고 말 할 수는 있을 것이다.
하지만, 개인적으로는 그런 것을 허용한다면,
커뮤니케이션에 혼란이 오기 때문에 정의를 유연하는 것을 썩 선호하지는 않는다.
그렇기 때문에 이 글에서 이야기하는 크로스 플랫폼이란,
위에서 언급한 바와 같이
전자기기, 운영체제(프로그램)이라도 의도한대로 실행되는 프로그램을 말하며
좀 더 정확히 이야기 하면 이를 프로그래밍을 하는 플랫폼,
즉 프로그래밍 언어를 말한다.
이후에 자세하게 설명하겠지만,
JAVA의 경우 컴파일한 바이트 코드(.class) 파일만 가지고도
다른 타입의 컴퓨터에서 실행할 수 있다.
단, 자바 가상 머신이 해당 컴퓨터를 지원할 때 만 말이다.
그렇기 때문에 자세히 자바 가상 머신 아키텍처를 살펴보면
내가 여기서 크로스 플랫폼와는 사뭇 느낌이 다르다는 것을 알 수 있다.
이에 대해서는 이 후에 자세히 이야기 해보기로 하고,
먼저 C계열의 경우를 살펴보자.
C언어 계열의 빌드 과정
C계열의 경우는 비교적 간단 하다.
(물론 처음 보거나 익숙하지 않을 경우는 어렵겠지만)
왜냐하면, C언어가 굉장히 오래된 언어이기도 하며,
현재까지도 사용되어지는 언어이기 때문이다.
한 마디로 어찌보면 표준이라고 불러도 큰 문제가 없다고 생각한다.
위의 경우는 C언어의 빌드 과정을 보여주는데
C언어 계열의 경우
소스 파일(.c)를 컴파일러에 넣는 컴파일 과정을 거친다.
이 컴파일 과정을 거치면, 목적 파일(.obj)이라고 불리우는
어셈블리 코드로 작성되어 있는 파일을 생성 한다.
그 다음 최종적으로 이를 링커(Linker)에 집어 넣어
우리가 실제 사용하는 exe파일이 생성 된다.
다만, 이 과정 중
소스 코드를 어셈블리로 컴파일하는 과정에서
기계별로 어셈블리를 번역하기 때문에 결과적으로
다른 기계, 다른 OS에서는 해당 파일을 실행할 수 없다.
따라서 C언어와 같은 계열의 경우
빌드 과정에서 OS에 종속되어 버리기 때문에
빌드한 OS에서만 (일반적으로) 실행할 수 있다.
그렇기에 윈도우에서 실행 가능 했던 exe파일을
MAC에서 실행할 수 없는 것이다.
다만, 예외적인 경우가 있을 수 있는데,
C의 경우는 소스 코드를 해당 기계에서, OS에서 빌드 했을때
그리고 C++의 경우 표준 라이브러리만으로 제작했을 때
하지만, 이 경우 최신 기술들을 포함해
유용한 API들을 사용할 수 없기 때문에
일반적인 애플리케이션들과 비교해 유용성이 크게 떨어질 리스크가 있다.
따라서 현실적으로 가능은 할 수 있지만,
이 경우 역으로 유용성이 떨어지게되는데,
왜냐하면, 한번의 개발로 여러 플랫폼에
사용할 수 있는 크로스 플랫폼을 바라는 것이지
크로스 플랫폼 자체를 원하는 것이 아니기 때문이다.
JAVA의 빌드 과정
JAVA의 경우 .java 확장자 파일(java 코드)가 컴파일되면
.class 파일(바이트 코드)가 생성되는데
메모리(일반적으로 RAM)에 올려져 있는 JVM이 class을 기반으로
바이트 코드를 분석하고 해석해 프로그램을 실행하게 된다.
한번 컴파일 과정을 거친 바이트 코드(.class) 파일은 어느 OS던 간에 실행이 가능하다.
단, 그림에도 설명되어 있듯이
JVM이 해당 운영 체제를 지원해야
바이트 코드(.class 파일)를 분석,해석, 실행 할 수 있다는 사실이다.
따라서 일반적인 컴파일 과정을 거치는 언어들(C계열)은
컴파일 되어진(빌드 되어진) OS에 의존하지만
JAVA의 경우는 JMV에 의해 빌드되어지기 때문에
JMV이 해당 OS를 지원하는지가 중요하다.
즉, JAVA는 JMV에 의존하며,
엄밀히 말하면 JAVA가 어느 운영체제에서든 동작하는 것은 아니며,
어느 플랫폼이라고 하더라도 똑같이 동작한다고 기대하기는 힘들다.
왜냐하면 실제 바이트 코드인 Class 파일은
JVM에서 읽고 해석하고 실행하며,
JVM 내부에 있는 Execution Engine에 의해 운용되기 때문이다.
또한 컴퓨팅 패러다임이 데스크톱에서 모바일로 넘어오면서
다양한 모바일 기기들이 생겨났고,
그 결과 내부 비지니스 로직에는 문제가 없으나
프레젠테이션 로직에 큰 문제가 생길 리스크가 생겼다.
다양한 이유로 인해 프레젠테이션 로직에 문제가 생길 수 있는데
가장 쉽게 나타날 수 있는 문제는
각 모바일 기기에서 사용하는 디스플레이에 따른 화면 안의 앱들이
의도와 다르게 배치되는 현상을 꼽을 수 있다.
예컨데, 비교적 같은 OS를 사용하고 있는
아이폰과 아이패드의 경우 재배치 없이 그대로 사용할 경우
의도된 대로 배치가 되지 않을 것을 예상해볼 수 있다.
여기에 더 해, 다른 OS에서 그대로 사용하고자 할 때
이 문제는 더 커지며,
아예 프레젠테이션 로직을 처음부터 새로 작성해야하는 문제로 번지며,
수 많은 자잘한 버그(주로 API 미지원에 따른)들 또한 나타날 것임을 예측할 수 있다.
예컨데, 일반적인 컴퓨터 프로그램을
모바일 OS에서 구동하고자 할 경우를 꼽을 수 있다.
JAVA와 크로스 플랫폼에 대해서
그렇다면 이제 JAVA를 크로스 플랫폼으로
부를 수 있는지에 대한 이야기를 해보자.
결론적으로 말하면 JAVA는 크로스 플랫폼이라 부를 수 없다.
왜냐하면 위에서 내가 정의한 크로스 플랫폼은
예외 없이 어떤 기기건, 어떤 OS건 상관 없이 작동해야만 하기 때문이다.
결과적으로 JAVA는 JVM에 의존하고 있으며,
수 많은 모바일 기기가 존재하는 현 시점에서 의도한대로
프레젠테이션 로직 동작하지 않을 리스크를 가지고 있기 때문이다.
위에서 이야기 했듯이
우리가 원하는 것은 단 한번의 개발(단 하나의 언어)로
여러 플랫폼(컴퓨터 또는 모바일 기기의 OS)에서 동작하는
유용성 있는 플랫폼을 원하기 때문이다.
결국 대상이 OS에서 가상머신으로 바뀌었을 뿐
어딘가에 종속되어 버리는 사실에서는 벗어나지 못한다.
플랫폼의 종속성에 벗어나고 싶어하는
개발자들의 욕망을 정확히 만족시켜줄 수는 없다.
하지만 그렇다고 하더라도
이미 사람들이 많이 사용하는 OS나 기기는 이미 JVM가 지원하고 있으며,
프레젠테이션 로직에 문제가 좀 있을 수 있으나
비교적 중요한 비지니스 로직은
크로스 플랫폼 효과를 기대해 볼 수 있을 것이다.
따라서 현재로서는 크로스 플랫폼은 존재하지 않지만
유사한 효과를 기대할 수 있는 솔루션은 존재한다는 점에서
매우 고무적이라 할 수 있다.
왜냐하면,
JAVA를 이용한다면 개발자로서 해야되는 일은
대부분 OS별로 의도한대로
프레젠테이션 로직이 나오도록 수정만 해주면 되기 때문이다.
물론 이런 작업을 하고 싶은 사람은
그리 많지는 않겠지만 말이다.
또한 AI(정확히는 머신러닝)에 의해
프레젠테이션 로직을 개발하게 하는 시도가
이루어지고 있는 현실 속에서
이 것이 정말로 현실로 이루어진다면
AI가 가상 머신 기반 플랫폼들의 단점을
이 기술이 완벽하게 보완해줄 것이며,
그렇게 기대하고 있다.
어쨋든 이로서
왜 JAVA가 현실 세계에서 인기가 많고,
유용했는지에 대한 대답이 될 수 있을 것이며,
더 나아가 고무적인 면도 살펴볼 수도 있을 것이다.
결론
이렇게 해서, C언어의 빌드 과정과 JVM 아키텍처를 비롯한
JAVA 빌드 과정에 대한 이야기를
그리고 마지막에는 크로스 플랫폼에 대한 이야기 까지 해보았다.
특히 JVM 아키텍처에 대해 이야기를 주로 했지만,
결국 JVM 아키텍처의 단점도 명확해 보였지만
(퍼포먼스 이슈를 제외하면)
장점 또한 명확해 보였다.
Java는 엄밀히 말하면 크로스 플랫폼이 아니며,
그렇게 부르기는 힘들지만,
비지니스 로직은 그대로 사용이 가능하기 때문에
비슷한 효과를 가져올 수 있다고 볼 수 있다.
하지만, 이런 단점이 예상되는데도 불구하고
일반적으로 사용되어지는 Windows, MAC을 비롯한
대부분의 많은 점유율을 차지하고 있는 운영체제는
이미 JVM를 지원하기 때문에
흔히 이야기하는 크로스 플랫폼과 같은
비슷한 효과를 기대할 수 있으며
위에서 이야기했듯이
비지니스 로직은 그대로 사용할 수 있기 때문에
경우에 따라서는 개발 시간 단축에 큰 힘을 줄 것이다.
또한 현실적으로
이 이상의 솔루션은 존재하지 않기 때문에
이런 가상 머신(VM)으로 운용되는
JAVA, Python, Android와 같은 플랫폼(언어와 같은)들이
가까운 과거 부터 시작해 현재 까지
높은 점유율을 자랑하고 있는 것으로 개인적으로 생각하고 있다.
여기서 좀 더 나아가면 어떤 언어가 더 좋을까라는
흥미로운 이야기를 해볼 수는 있겠지만,
항상 그렇듯이 딱히 논하지 않더라도
어떤 시스템을 개발하느냐에
따라 다르다라는 결론을 내릴 수 밖에 없을 것이기에
그런 논의는 접어두기로 하겠다.
https://www.guru99.com/java-virtual-machine-jvm.html
2021.01.31 초안 작성 및 개행 완료
2021.05.09 오타 수정 및 내용 개선 완료
2021.05.31 내용 수정 및 개선 완료
