compile(컴파일)과 runtime(런타임) 차이

compile (컴파일) 이란?

소스코드가 compile(컴파일)이란 과정을 통해 기계어가 읽을 수 있는 형태로 변환된다. 이 과정을 컴파일 타임이라고 한다.

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기계어가 읽을 수 있는 형태로 우리가 흔히 .exe파일을 들 수 있다.

프로젝트 아래 경로에 들어가보면 .exe 파일을 발견할 수 있다.

이 파일이 기계가 읽을 수 있는 형태인 것이다.

 

compile error 란?

compile 중 발생되는 에러를 의미한다.

대표적으로 syntax error가 해당된다.

syntax 에러란 우리가 사용하는 언어 문법에 맞지 않는 코딩을 했을 경우 발생하는 에러를 의미한다.

 

예를 들면,

아래와 같은 경우 소괄호로 닫아야 하는데 중괄호로 닫은 경우이다.

print("hello"}

 

SyntaxError

이러한 오류들이 compile error 이다.

이외에도 ide에서 실행전에 빨간줄로 오류를 알렬준다.

 

Java 언어와 컴파일

기본적으로 compile (컴파일)은 소스코드를 기계(H/W)가 이해할 수 있는  기계어로 바꿔준다.

하지만 Java 같은 경우는 조금 다르다.

Java 언어를 컴파일 하면 바이트 코드가 생성된다. 이는 컴퓨터(H/W)가 이해할 수 없는 언어이다.

Java가 컴파일한 언어를 이해할 수 있는 기계는 JVM(Java Virtual Machine)이다.

 

즉,

1. 자바 소스코드(.java)를 자바 컴파일러(Java Compiler)가 자바 소스파일을 컴파일 한다.
2. 이 때 자바 바이트 코드(.class)파일이 나온다. 이 파일은 아직 컴퓨타가 읽을 수 없지만 JVM이 이해할 수 있는 코드이다.
3. 컴파일된 바이트 코드를 JVM의 클래스 로더(Class Loader)에게 전달한다.
4. 클래스 로더는 동적 로딩을 통해 필요한 클래스들을  로딩 및 링크하여 런타임 데이터 영역, 즉 JVM의 메모리에 올린다.

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runtime(런타임) 이란?

compile 이후 프로그램이 동작되어질 때를 runtime이라고 한다.

위에 설명한 exe파일을 동작시키는 과정이다.

즉, 작성한 프로그램이 컴퓨터에서 잘 작동하도록 돕는 역할을 한다.

JAVA와 같은 언어로 작성한 프로그램은 컴퓨터가 이해할 수 있도록 "번역"을 거쳐야 하고, 이 번역된 코드를 실제로 실행하는 과정을 도와주는 것이 runtime 환경이다.

 

런타임 환경의 주요 역할

1. 코드 실행:
   • C# 코드로 작성된 프로그램은 최종적으로 "기계어"로 변환되어야 컴퓨터가 실행할 수 있다. .NET 런타임 환경은 중간 단계로 C# 코드를 "중간 언어"로 번역한 후, 이를 실제로 실행할 수 있게 도와준다.
2. 메모리 관리:
   • 프로그램이 실행되면서 사용하는 메모리를 효율적으로 할당하고, 더 이상 필요하지 않으면 자동으로 반환하는 기능도 담당한다. 이를 통해 개발자는 메모리 누수 같은 문제에 대해 걱정할 필요가 줄어든다.
3. 오류 감지:
   • 프로그램이 실행 중에 발생하는 오류를 자동으로 감지하고 처리하는 역할을 한다. 예를 들어, 잘못된 값이 입력되거나 파일을 읽을 수 없는 상황에서 프로그램이 예기치 않게 멈추지 않고, 오류를 인식하여 처리할 수 있도록 한다.

 

런타임 환경의 유무

• 런타임 환경이 없다면:
  • 모든 코드가 직접 운영체제가 실행되어야 하고, 메모리 관리나 오류 처리도 우리가 모두 수동으로 해야 한다.
• 런타임 환경이 있다면:
  • 프로그램이 운영체제가 상호작용할 때 발생할 수 있는 복잡한 일을 런타임이 도와준다. 프로그램이 실행될 때 자동으로 메모리를 할당하고, 오류가 발생하면 처리해주며, 코드 실행을 도와준다.

 

runtime error(런타임 에러) 란?

runtime 에러는 실행이 되어야만 확인이 가능한 에러이다.

즉, compile 중에는 감지하지 못하는 에러들이 있다.(ide 상 빨간줄로 뜨지 않음)

 

예를 들면,

4개의 숫자를 가진 리스트(배열)이 있다.

arr = [1,2,3,4]
print(arr[100])

길이가 4인 배열에서 100번째 값을 읽으려고 하니 에러가 발생한다.

문법적(syntax)으로는 오류가 없지만 실행을 해보니 발생되는 에러이다. 

runtime error: Index Error

또한 다른 예시로는, 0으로 값을 나누는 경우도 런타임 에러에 해당한다.

print(10/0)

ZerorDivisionError

코딩을 할 땐 문법적 오류가 없었지만 막상 실행해보니 에러가 발생한 것이다.

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참고

https://blog.kakaocdn.net/dn/eCBmlV/btqzbWDehNR/Hg0fQvktIsli3NrwNuGrg0/img.png

https://yeko90.tistory.com/entry/compile-time%EC%BB%B4%ED%8C%8C%EC%9D%BC-%ED%83%80%EC%9E%84-vs-runtime%EB%9F%B0%ED%83%80%EC%9E%84-%EC%B0%A8%EC%9D%B4

https://helpdeskgeek.com/wp-content/pictures/2020/09/Windows-Run-EXE.png