Java - IT > 프로그래밍 언어 | AI Insight Note

Java는 1995년 Sun Microsystems(현 Oracle)가 발표한 객체지향 프로그래밍 언어다. "Write Once, Run Anywhere(한 번 작성하면 어디서나 실행)"를 슬로건으로, JVM(Java Virtual Machine) 위에서 실행되어 플랫폼 독립성을 제공한다. 엔터프라이즈 백엔드, Android 앱, 빅데이터 등 광범위한 분야에서 사용된다.

핵심 특징

특징	설명
플랫폼 독립성	소스코드 → 바이트코드 → JVM 실행 (OS 무관)
객체지향	클래스·상속·다형성·캡슐화 완전 지원
정적 타입	컴파일 시 타입 검사 → 런타임 오류 감소
자동 메모리 관리	GC(Garbage Collector)가 메모리 자동 해제
멀티스레드	표준 라이브러리에서 동시성 지원
강한 보안	샌드박스 모델, 바이트코드 검증

JVM 동작 원리

소스코드(.java)
    ↓ javac (컴파일러)
바이트코드(.class)
    ↓ JVM (Java Virtual Machine)
기계어 실행 (OS별 JVM이 번역)

JVM은 OS마다 별도로 존재하지만, 바이트코드는 동일하므로 플랫폼 독립성이 보장된다.

기본 문법

java

// Hello World
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

java

// 클래스와 객체
public class Person {
    private String name;  // 캡슐화
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() { return name; }

    @Override
    public String toString() {
        return name + " (" + age + "세)";
    }
}

Person p = new Person("김철수", 30);
System.out.println(p);  // 김철수 (30세)

상속과 다형성

java

abstract class Shape {
    abstract double area();
}

class Circle extends Shape {
    double radius;
    Circle(double r) { this.radius = r; }

    @Override
    double area() { return Math.PI * radius * radius; }
}

class Rectangle extends Shape {
    double w, h;
    Rectangle(double w, double h) { this.w = w; this.h = h; }

    @Override
    double area() { return w * h; }
}

Shape[] shapes = { new Circle(5), new Rectangle(3, 4) };
for (Shape s : shapes) {
    System.out.println(s.area());  // 다형성
}

제네릭 (Generics)

java

// 타입 안전한 컨테이너
List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");

Map<String, Integer> scores = new HashMap<>();
scores.put("Alice", 95);
scores.get("Alice");  // 95

스트림 API (Java 8+)

java

List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

// 짝수만 필터 → 제곱 → 합산
int result = numbers.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)
    .mapToInt(n -> n * n)
    .sum();
// 4+16+36+64+100 = 220

동시성 (Concurrency)

java

// Thread 생성
Thread t = new Thread(() -> {
    System.out.println("별도 스레드 실행");
});
t.start();

// ExecutorService (스레드 풀)
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
executor.submit(() -> processTask());
executor.shutdown();

// 세마포어
Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
semaphore.acquire();  // P 연산
try {
    // 임계 구역
} finally {
    semaphore.release();  // V 연산
}

Java 버전별 주요 변화

버전	연도	주요 기능
Java 5	2004	제네릭, 어노테이션, 오토박싱
Java 8	2014	람다, 스트림 API, Optional, 새 날짜 API
Java 11	2018	LTS, var 키워드, HTTP Client API
Java 17	2021	LTS, sealed class, 패턴 매칭
Java 21	2023	LTS, 가상 스레드(Virtual Thread), 레코드 패턴

주요 프레임워크 & 생태계

분야	도구	설명
백엔드	Spring Boot	엔터프라이즈 표준 프레임워크
빌드	Maven, Gradle	의존성 관리 및 빌드 자동화
테스트	JUnit, Mockito	단위 테스트
ORM	Hibernate, JPA	데이터베이스 매핑
빅데이터	Hadoop, Spark	분산 처리
Android	Android SDK	모바일 앱 개발

Java vs 타 언어 비교

항목	Java	Python	JavaScript	Rust
타입	정적	동적	동적	정적
메모리	GC	GC	GC	소유권
성능	높음	중간	중간	최고
학습 난이도	중간	쉬움	쉬움	어려움
주 용도	백엔드·Android	데이터·AI	웹	시스템

가상 스레드 (Java 21+)

java

// 기존 OS 스레드 대신 경량 가상 스레드 사용
try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    IntStream.range(0, 10_000).forEach(i ->
        executor.submit(() -> {
            Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));
            return i;
        })
    );
}
// 10만 개의 동시 작업도 효율적으로 처리

참고문헌

•Gosling, J. et al. (2022). The Java Language Specification, Java SE 21 Edition
•Bloch, J. (2018). Effective Java, 3rd Edition
•Horstmann, C. (2021). Core Java, Volume I & II

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