컴파일(Compile)과 런타임(Runtime)이란?

1. 컴파일이란?

 컴파일은 고수준 프로그래밍 언어로 작성된 코드를 기계가 이해할 수 있는 저수준 언어(보통 기계어나 바이트코드)로 변환하는 과정을 말합니다. 컴파일러는 이러한 변환 과정을 수행하는 프로그램입니다.

컴파일 과정은 일반적으로 여러 단계를 거칩니다. 소스 코드가 토큰으로 분해되고, 구문 분석을 통해 구문 트리가 생성되며, 최적화가 수행되고, 마지막으로 타겟 코드(기계어 코드)가 생성됩니다.

2. 런타임이란?

 런타임은 프로그램이 실행되고 있는 시간을 의미합니다. 더 구체적으로는, 프로그램의 코드가 컴퓨터의 프로세서에 의해 실행되고 있는 상태를 말합니다. 런타임 동안, 프로그램은 메모리를 할당받고, 데이터를 처리하며, 사용자의 입력을 받고, 결과를 출력할 수 있습니다.

런타임 환경은 프로그램이 실행되는 데 필요한 모든 라이브러리, 파일, 환경 변수 등을 포함합니다. 예를 들어, Java 프로그램의 경우 Java Virtual Machine(JVM)이 이런 역할을 하며, Python 프로그램의 경우 Python 인터프리터가 이런 역할을 합니다.

3. Java와 Golang의 런타임 그리고 컴파일

Java:

• 컴파일: Java 소스 파일(.java)은 Java 컴파일러에 의해 바이트코드(.class 파일)로 컴파일됩니다. 이 바이트코드는 플랫폼 독립적이며, 어떤 운영 체제에서나 JVM이 설치되어 있다면 실행될 수 있습니다.
• 런타임: Java의 런타임 환경은 JVM 위에서 작동합니다. JVM은 바이트코드를 기계어로 변환하는 인터프리터 및 Just-In-Time(JIT) 컴파일러를 포함하고 있어, 플랫폼에 구애받지 않고 Java 프로그램을 실행할 수 있게 합니다.

Golang:

• 컴파일: Golang은 컴파일 언어입니다. Go 소스 코드는 Go 컴파일러를 사용하여 직접 기계어로 컴파일됩니다. 이 과정은 매우 빠르며, 생성된 실행 파일은 외부 의존성 없이 독립적으로 실행될 수 있습니다.
• 런타임: Golang의 런타임은 컴파일된 실행 파일 내에 포함되어 있습니다. Go 런타임은 고루틴(Goroutines)과 같은 동시성 지원, 가비지 컬렉션, 슬라이스 및 맵 같은 동적 데이터 구조의 메모리 관리 등을 담당합니다.

Java와 Golang의 주요 차이점 중 하나는 Java가 JVM 위에서 바이트코드를 실행하는 반면, Go는 컴파일러를 통해 직접 기계어로 컴파일되고 실행 파일로 만들어진다는 점입니다. 이러한 차이는 두 언어의 성능, 배포, 그리고 플랫폼 독립성 측면에서 각각 장단점을 가집니다.

 

4. 컴파일에러와 런타임에러

Java

I. 컴파일 에러(Compile-time Error)

Java에서 컴파일 에러는 소스 코드가 컴파일되는 동안 발생하는 에러입니다. 이는 주로 문법 오류나 타입 체크 오류 때문에 발생합니다. Java는 강타입 언어이기 때문에, 변수의 타입, 메서드의 파라미터 타입, 반환 타입 등이 모두 정확하게 명시되어야 합니다. 예를 들어:

• 선언되지 않은 변수 사용
• 메서드에 잘못된 타입의 인수 전달
• 존재하지 않는 메서드 호출
• 접근 제한자 오류(예: private 메서드에 외부 클래스에서 접근 시도)

II. 런타임 에러(Runtime Error)

런타임 에러는 프로그램 실행 중에 발생하는 에러입니다. 컴파일 시점에서는 문제가 없어 보였지만, 실행 중에 예상치 못한 상황으로 인해 발생합니다. 예를 들어:

• 널 포인터 참조
• 배열의 범위를 벗어난 접근
• 클래스 캐스팅 오류
• 파일 또는 네트워크 리소스 접근 시 발생하는 I/O 에러

Golang

I. 컴파일 에러(Compile-time Error)

Golang도 컴파일 언어이므로, 컴파일 시간에 발생하는 에러가 있습니다. Go는 정적 타입을 갖고 있어, 변수와 함수의 타입이 컴파일 시점에 확인됩니다. 따라서, 다음과 같은 경우 컴파일 에러가 발생할 수 있습니다:

• 정의되지 않은 변수 사용
• 타입 불일치
• 패키지 임포트 오류
• 인터페이스를 만족하지 않는 구현체 사용

II. 런타임 에러(Runtime Error)

Golang 프로그램에서 런타임 에러는 프로그램 실행 중에 발생합니다. Go의 강력한 타입 시스템과 컴파일러는 많은 종류의 에러를 컴파일 시간에 잡아내려고 하지만, 모든 경우를 예측할 수는 없습니다. 런타임 에러의 예로는:

• 슬라이스 범위 초과
• nil 포인터 역참조
• 동시성 오류(예: 고루틴 간의 데드락)
• 외부 리소스 접근 실패

언어마다 컴파일 에러와 런타임 에러를 처리하는 방법과 철학이 다를 수 있지만, 기본적으로 이러한 에러들을 이해하고 올바르게 대처하는 것은 개발자에게 필수적인 기술입니다. Java와 Golang 모두 강력한 타입 시스템과 에러 처리 메커니즘을 갖추고 있어, 개발자가 보다 안전하고 효율적인 코드를 작성할 수 있도록 돕습니다.