JAVA 헷갈리는 JDK, JRE, JVM 이해 및 JDK 설치 방법

Intro. JAVA란?

  자바는 '가상머신(VM, Virtual Machine)'이란 것을 만들어두고 그 위에서 프로그램이 동작하게 만든 시스템이다. 자바를 사용하기 전에는 각각 다른 운영체제에 적합하도록 프로그램을 서로 다른 방식으로 만들어야 했다. 하지만 가상머신을 사용하면서 프로그램을 한 번만 만들어도 여러 가지 다른 운영체제에서 똑같이 동작하게 되었다. 

 

1. JVM, JRE, JDK란?

JDK, JRE, JVM의 집합관계 ❘ 출처: 혼자 공부하는 자바

 

(1) JDK(Java Development Kit)

• 프로그램에 필요한 자바 가상기계(JVM), 라이브러리 API, 컴파일러 등의 개발 도구가 포함된 소프트웨어 패키지이다. 

(2) JRE(Java Runtime Environment)

• 표준 클래스 라이브러리로, 자바 프로그램 실행에 필요한 자바 가상 기계(JVM), 라이브러리 API가 포함된 소프트웨어 패키지이다. 

(3) JVM(Java Virtual Machine)

• 자바 프로그램은 완전한 기계어가 아닌 중간 단계의 바이트 코드이기 때문에, 운영체제는 자바 프로그램을 바로 실행할 수 없다. JVM은 이것을 해석하고 실행할 수 있게 해주는 가상의 운영체제이다. 
• '자바를 실행하기 위한 가상 기계(컴퓨터)'로, 가상 기계(virtual machine)는 소프트웨어로 구현된 하드웨어를 뜻하며 컴퓨터 속의 컴퓨터라고 생각하면 된다. 자바 소스코드로 만들어 컴파일한 프로그램을 실행할 때 가상머신이 사용된다.
• 자바로 작성된 애플리케이션은 모두 이 가상 컴퓨터(JVM)에서만 실행되기 때문에, 자바 애플리케이션이 실행되기 위해서는 반드시 JVM이 필요하다. 
• JDK 또는 JRE를 설치하면 자동으로 설치되며, JDK와 JRE가 운영체제별로 제공된다. 

c.f. IDE: Integrated Development Environment

프로젝트 생성, 자동 코드 완성, 디버깅 기능을 제공하는 환경

ex) Eclipse(자바), Visual Studil(C/C++)

 

2. JVM(Java Virtual Machine)

 

  우측 그림과 같이 일반 애플리케이션의 코드는 OS만 거치고 하드웨어로 전달되는데 (1) Java 애플리케이션은 JVM을 한 번 더 거치기 때문에, 그리고 (2) 하드웨어에 맞게 완전히 컴파일 된 상태가 아니고 실행 시에 해석(interpret) 되기 때문에 속도가 느리다는 단점을 가지고 있다. 

  그러나 요즘엔 바이트코드(컴파일된 자바코드)를 하드웨어의 기계어로 바로 변환해주는 JIT 컴파일러와 향상된 최적화 기술이 적용되어서 속도의 격차를 많이 줄였다. 

 

 

  일반 애플리케이션은 OS와 바로 맞붙어 있기 때문에 OS 종속적이다. 그래서 다른 OS에서 실행시키기 위해서는 애플리케이션을 그 OS에 맞게 변경해야 한다. 반면에 Java 애플리케이션은 JVM하고만 상호작용을 하기 때문에 OS와 하드웨어에 독립적이라 다른 OS에서도 프로그램의 변경없이 실행이 가능한 것이다. 단, JVM은 OS에 종속적이기 때문에 해당 OS에서 실행가능한 JVM이 필요하다. 

 

 

  운영체제와 JVM 그리고 자바 프로그램의 실행 단계이다. 자바 프로그램은 확장자가 .java인 파일을 작성하는 것부터 시작된다. 이것을 소스 파일(고급 언어로 작성된 내용)이라고 하는데, 이 소스 파일을 컴파일러(javac.exe)로 컴파일하면 확장자가 .class인 바이트 코드 파일(완전한 기계어X)이 생성된다.

소스파일(.java) → 컴파일러(javac.exe) → 바이트 코드 파일(.class) → JVM(java.exe) → 기계어(OS)

 

바이트 코드 파일은 JVM 구동 명령어(java.exe)에 의해 JVM에서 해석되고 해당 운영체제에 맞게 기계어로 번역된다. 바이트코드는 하나지만, JVM에 의해서 번역되는 기계어는 운영 체제에 따라 다르다. 

 

3. JDK(Java Development Kit) 설치

자바 프로그램을 개발하기 위해서는 Java SE(Standard Edition)의 구현체인 JDK를 설치해야 한다.

• JRE = JVM + 표준 클래스 라이브러리
• JDK = JRE + 개발에 필요한 도구

1. 다운로드

JDK는 오라클(http://www.oracle.com) 사이트에서 무료로 다운로드 가능하다. JDK는 운영체제에 맞게 설치파일을 다운로드 해줘야 한다. 

 

2. 기본 위치

C:\program Files\Java

이 디렉토리를 보면 JDK와 함께 JRE도 설치되어 있는 것을 알 수 있다. JDK 내부에도 JRE가 있기 떄문에 자바 프로그램을 개발하고 실행할 수 있다. 

 

3. 환경변수

JDK 내부의 bin 디렉토리는 컴파일러인 javac.exe와 JVM 구동 명령어인 java.exe가 포함되어 있다. 이 명령어들을 다른 디렉토리에서도 쉽게 실행할 수 있도록(환경변수를 쓰는 이유) Path 환경변수에 bin 위치를 등록할 필요가 있다. 

Windows11  내PC → 우클릭 → 속성 → 고급 시스템 설정 → 환경변수 설정 
사용자 변수: 로그인 사용자별로 환경 변수 설정
시스템 변수: 어떤 사용자든 공통적으로 사용해야 할 필요성이 있는 환경 변수

 

시스템 변수 > 새로 만들기 > [변수 이름: JAVA_HOME] > [변수 값: JDK가 설치된 경로(ex: C:\Program Files\Java\jdk-17]

시스템 변수 > 편집 > Path > [변수 이름: %JAVA_HOME%\bin]  

 

4. 설치 확인

cmd를 실행하여 java -version, javac -version 명령어를 통해 알맞은 버전이 나오는지 확인한다. 

 

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참고서적 | 혼자 공부하는 자바 | 이것이 자바다 | 자바의 정석 기초편 | THE 친절한 자바 입문