JVM이란 무엇일까? 자바가 느린 이유는 뭘까?

JVM (Java Virtual Machine)이란?

JVM은 자바 가상 머신(Java Virtual Machine)의 약자로, 자바 프로그램이 실행되는 환경을 제공하는 가상 컴퓨터다.
자바는 바이트코드(Bytecode)로 컴파일된 후 JVM에서 해석되어 실행된다.

바이트 코드(Bytecode) 란?
자바 컴파일러에 의해 생성되는 중간 언어로 JVM에서 실행될 수 있는 명령어들의 집합이다.
자바 소스 코드(.java 파일)는 자바 컴파일러(javac)에 의해 바이트 코드(.class 파일)로 변환이 된 후 JVM에서 실행된다.
이 과정을 통해 자바의 플랫폼 독립성과 다양한 환경에서의 실행 가능성을 보장할 수 있게된다.

---

JVM의 주요 기능

1. 바이트코드 실행: 자바 컴파일러에 의해 생성된 바이트코드를 해석하고 실행한다.
2. 메모리 관리: 가비지 컬렉션(Garbage Collection)을 통해 더 이상 필요하지 않은 객체를 자동으로 제거하여 메모리를 최적화한다.
3. 자원 관리: 프로그램 실행에 필요한 시스템 자원(메모리, CPU 등)을 관리하고 효율적으로 할당한다.
4. 프로그램 보안 강화: 클래스 로더(Class Loader)와 바이트코드 검증기를 통해 프로그램의 안전성을 높이고, 샌드박스(Sandbox) 환경에서 실행될 수 있도록 지원한다.
5. 플랫폼 독립성: JVM은 특정 운영체제에 종속되지 않고, 자바 프로그램이 어떤 운영체제에서도 동일하게 실행될 수 있도록 한다.

자바의 느린 속도와 그 원인

자바의 느린 속도는 초기 자바가 출시됐을 때 주요한 문제 중 하나였으나, 최근의 자바 개발 및 JVM의 발전으로 많은 부분이 개선되다.
그럼에도 불구하고 아래와 같은 몇 가지 이유로 자바는 여전히 몇몇 상황에서 느린 속도를 보이고 있다:

1. 바이트코드 해석: 바이트코드로 변환된 후에 JVM에서 해석되어 실행되는 과정이 일반적인 컴파일 언어에 비해 추가적인 시간이 소요를 야기시킨다.
2. 메모리 관리 오버헤드: 가비지 컬렉션은 자동으로 메모리를 관리하지만, 이 과정이 실행 중인 프로그램에 약간의 오버헤드를 추가할 수 있다.
3. JIT 컴파일의 지연: 최신 JVM은 Just-In-Time(JIT) 컴파일러를 사용하여 바이트코드를 네이티브 코드로 컴파일하여 성능을 향상시킨다. 하지만 JIT 컴파일은 초기 실행 시간에 지연을 초래할 수 있다.
4. 동적 로딩 및 리플렉션: 자바는 클래스를 동적으로 로드하고, 리플렉션을 사용하여 실행 시간에 객체의 메서드와 필드에 접근할 수 있다. 이는 성능을 향상시키지 않고 실행 속도를 느리게 만들 수 있다.
5. 런타임 최적화의 한계: JVM은 런타임에서 코드 최적화를 수행하지만, 최적화에 필요한 시간과 자원 제약으로 인해 초기 실행 시간이나 부하가 발생할 수 있다.
   초기 자바의 실행 속도는 상대적으로 느렸으나, 현재는 JVM의 최적화와 하드웨어의 발전으로 많은 성능 개선이 이루어지고 있다.