1.3. 프로그램언어 자바(Java)의 특징

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프로그램언어 자바(Java)의 플랫폼 독립성

자바(Java) 프로그래밍 언어는 플랫폼 독립성을 제공하는 특징을 가지고 있습니다. 이는 한 번 작성한 자바 프로그램이 다양한 운영 체제(Windows, macOS, Linux 등)나 하드웨어 환경에서 실행될 수 있다는 것을 의미합니다. 이러한 플랫폼 독립성은 자바의 중요한 장점 중 하나로, 개발자들이 프로그램을 작성할 때 특정 플랫폼에 종속되지 않고 여러 플랫폼에서 실행할 수 있도록 도와줍니다.

자바가 플랫폼 독립성을 제공하는 이유는 자바 컴파일러가 자바 소스 코드를 바이트 코드(bytecode)로 변환하고, 이를 자바 가상 머신(Java Virtual Machine, JVM)에서 실행하기 때문입니다. JVM은 각 플랫폼에 맞게 구현되어 있어서, 동일한 바이트 코드를 각 플랫폼에 맞는 JVM에서 실행할 수 있게 됩니다. 이를 통해 자바 프로그램은 특정 운영 체제나 하드웨어에 종속되지 않고 여러 플랫폼에서 실행될 수 있습니다.

아래는 플랫폼 독립성을 갖는 자바 프로그램의 예제 코드입니다. 이 예제는 간단한 “Hello, World!”를 출력하는 프로그램으로, 어떤 플랫폼에서든 실행될 수 있습니다. 


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

위의 예제 코드는 자바로 작성된 프로그램으로, main 메서드에서 “Hello, World!”를 출력하는 간단한 기능을 수행합니다. 이 프로그램은 자바 컴파일러에 의해 바이트 코드로 변환되고, 각 플랫폼에 맞는 JVM에서 실행될 수 있습니다. 따라서 Windows, macOS, Linux 등 다양한 운영 체제에서 동일한 결과를 얻을 수 있습니다.

프로그램언어 자바(Java)에서의 객체지향성

자바(Java)는 객체지향 프로그래밍 언어로, 객체지향성은 자바의 중요한 특징 중 하나입니다. 객체지향 프로그래밍은 현실 세계의 사물을 모델링하여 프로그램을 작성하는 방법론으로, 코드의 재사용성, 유지보수성, 확장성 등을 향상시킵니다.

객체지향성을 이해하기 위해선 클래스(Class)와 객체(Object)의 개념을 이해해야 합니다. 클래스는 객체를 만들기 위한 틀이며, 객체는 클래스의 인스턴스(instance)입니다. 클래스는 속성(필드)과 동작(메서드)을 가지고 있으며, 객체는 이러한 속성과 동작을 가지고 있습니다.

자바에서는 클래스를 정의하고 객체를 생성하여 사용할 수 있습니다. 아래는 간단한 예제 코드입니다. 


public class Car {
    private String brand;
    private String model;

    public Car(String brand, String model) {
        this.brand = brand;
        this.model = model;
    }

    public void drive() {
        System.out.println("Driving the " + brand + " " + model);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Car myCar = new Car("Toyota", "Corolla");
        myCar.drive();
    }
}

위 예제 코드에서는 Car 클래스를 정의하고, Main 클래스에서 Car 객체를 생성하여 drive 메서드를 호출하는 예제입니다. Car 클래스는 자동차를 나타내는 클래스로, 브랜드와 모델을 속성으로 가지고 있으며, drive 메서드를 통해 운전 동작을 수행합니다.

객체지향성은 상속, 다형성, 캡슐화 등의 개념을 포함하고 있습니다. 상속은 부모 클래스의 속성과 메서드를 자식 클래스가 물려받아 재사용할 수 있도록 해주는 개념이며, 다형성은 같은 이름의 메서드가 다른 동작을 할 수 있도록 하는 기능입니다. 캡슐화는 객체의 상태를 외부로부터 숨기고 메서드를 통해 상태를 조작할 수 있도록 하는 개념입니다.

자바의 객체지향성은 코드의 가독성과 유지보수성을 높여주며, 복잡한 시스템을 구조화하여 개발할 수 있도록 도와줍니다. 객체지향 프로그래밍은 현대 소프트웨어 개발에서 널리 사용되는 방법론 중 하나이며, 자바는 이를 지원하는 강력한 언어입니다.

프로그램언어 자바(Java)의 메모리 관리

자바(Java) 프로그램에서 메모리 관리는 자동으로 이루어지며, 개발자가 직접 메모리를 할당하거나 해제할 필요가 없습니다. 자바는 가비지 컬렉션(Garbage Collection)이라는 메커니즘을 통해 더 이상 사용되지 않는 객체들을 자동으로 제거하여 메모리 누수를 방지합니다. 메모리는 크게 스택(Stack)과 힙(Heap)으로 나뉘며, 각각의 역할과 특징이 있습니다.

스택은 메소드 호출과 관련된 로컬 변수 및 메소드 호출을 저장하는데 사용되며, 스택 프레임(Stack Frame)이라는 형태로 데이터를 저장합니다. 스택은 후입선출(LIFO, Last In First Out) 구조로 동작하며, 메소드가 호출될 때마다 해당 메소드에 대한 정보가 스택에 쌓이고, 메소드가 종료되면 스택에서 제거됩니다.

힙은 동적으로 생성된 객체들을 저장하는 영역으로, 객체의 크기나 생존 기간이 불확실한 경우에 사용됩니다. 가비지 컬렉션은 힙 영역에서 더 이상 참조되지 않는 객체들을 주기적으로 확인하여 제거합니다. 이를 통해 메모리 누수를 방지하고 효율적인 메모리 관리를 할 수 있습니다.

아래는 자바에서 메모리 관리의 예제 코드입니다. 이 예제는 객체를 생성하고 사용한 후, 더 이상 필요하지 않을 때 해당 객체를 null로 설정하여 가비지 컬렉션에 의해 메모리에서 제거되도록 하는 간단한 예제입니다. 


public class MemoryManagementExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 객체 생성
        String message = new String("Hello, Java Memory Management!");

        // 객체 사용
        System.out.println(message);

        // 더 이상 필요하지 않을 때 null로 설정
        message = null;

        // 가비지 컬렉션을 통해 메모리에서 제거됨
    }
}

프로그램언어 자바(Java)에서의 보안성

보안은 소프트웨어 개발에서 매우 중요한 측면 중 하나로, 프로그램이 사용자의 데이터와 시스템을 보호하는 데 큰 역할을 합니다. 특히 프로그램언어 자바(Java)는 강력한 보안 기능을 제공하여 안전한 애플리케이션을 개발할 수 있도록 도와줍니다.

자바의 보안성은 여러 측면에서 구축되어 있습니다. 첫째로, 자바는 자체적인 보안 모델을 가지고 있어 악의적인 코드의 실행을 방지합니다. 이를 통해 사용자의 시스템이 해킹이나 악성 코드로부터 안전하게 보호될 수 있습니다.

또한 자바는 바이트코드를 사용하여 플랫폼에 중립적인 코드를 생성하는데, 이는 애플리케이션이 다양한 환경에서 실행될 수 있도록 도와줍니다. 이러한 특성은 보안 측면에서도 중요한데, 특정 플랫폼에 종속되지 않는 코드는 시스템에 대한 위협을 줄일 수 있습니다.

또한 자바는 다양한 보안 기능을 제공하여 프로그래머가 보다 안전한 코드를 작성할 수 있도록 돕습니다. 예를 들어, 자바에서는 암호화 라이브러리를 제공하여 데이터를 안전하게 전송하거나 저장할 수 있습니다. 또한 권한 관리, 인증, 인가 등의 기능도 내장되어 있어 보안에 대한 다양한 측면을 고려할 수 있습니다.

아래는 자바에서의 보안성을 강화하는 예제 코드입니다. 이 코드는 파일을 안전하게 읽고 쓰는 과정을 보여줍니다. 코드에는 주석을 통해 각 부분이 어떤 역할을 하는지 자세히 설명하였습니다. 


import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.BufferedReader;

public class FileSecurityExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 파일을 쓰기 위한 FileWriter 객체 생성
            FileWriter writer = new FileWriter("secure_file.txt");
            writer.write("This is a secure file.");
            writer.close();

            // 파일을 읽기 위한 FileReader 객체 생성
            FileReader reader = new FileReader("secure_file.txt");
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(reader);
            String line = bufferedReader.readLine();
            System.out.println("File content: " + line);
            reader.close();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("An error occurred.");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

프로그램언어 자바(Java)에서의 다중 쓰레드 지원

자바(Java)는 다중 쓰레드를 지원하여 동시에 여러 작업을 처리할 수 있습니다. 다중 쓰레드를 사용하면 프로그램의 성능을 향상시키고 병렬로 작업을 처리할 수 있습니다.

다중 쓰레드를 생성하려면 Thread 클래스를 상속받거나 Runnable 인터페이스를 구현해야 합니다. 그 후에 run() 메서드를 오버라이딩하여 스레드가 실행할 작업을 정의합니다.

다음은 간단한 예제 코드입니다. 이 예제에서는 Thread 클래스를 상속받아 다중 쓰레드를 생성하고 실행하는 방법을 보여줍니다.


class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println("Thread: " + i);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread1 = new MyThread();
        MyThread thread2 = new MyThread();

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

이 예제 코드에서는 MyThread 클래스가 Thread 클래스를 상속받아 다중 쓰레드를 생성합니다. run() 메서드에서는 1부터 5까지 숫자를 출력하고 1초씩 쉬는 작업을 반복합니다.

main 메서드에서는 MyThread 클래스의 인스턴스인 thread1과 thread2를 생성하고 각각의 스레드를 시작합니다. 이렇게 하면 두 개의 스레드가 병렬로 실행되어 순차적으로 숫자를 출력하게 됩니다.

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