코틀린 Kotlin 이란?

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코틀린 (Kotlin)이란 무엇인가?

코틀린은 자바  플랫폼에서 돌아가는 새로운 프로그래밍 언어이다.

코틀린은 간결하고 실용적이며, 자바 코드와의 상호운용성을 중시한다.

현재 자바가 사용 중인 곳이라면 거의 대부분 코틀린을 활용할 수 있다.

대표적으로 서버 개발, 안드로이드 앱 개발 등의 분야에서 코틀린을 쓸 수 있다.

 

코틀린 맛보기

name과 age라는 프로퍼티가 들어간 간단한 데이터 클래스(data calss)를 정의한다.

age 프로퍼티의 디폴트 값은 (따로 지정하지 않은 경우) null이다.

maxBy 함수에서 엘비스 연산자라고 부르는 ?: 는 age가 null인 경우 0을 반환하고, 그렇지 않은 경우 age의 값을 반환한다.

data class Person(val name: String, val age: Int ?= null)

fun main(args:Array<String>){
    val person = listOf(Person("영희"), Person("철수", age=29))

    val oldest = person.maxBy { it.age ?: 0 }

    print(oldest)
}

/* 실행결과
Person(name=철수, age=29)
*/

 

코틀린 대상 플랫폼

자바가 실행되는 모든 곳이라고 볼 수 있다.

코틀린의 주목적은 현재 자바가 사용되고 있는 모든 용도에 적합하면서도 간결하고 생산적이며 안전한 대체 언어를 제공하는 것이다.

• 서버상의 코드 (특히 웹 애플리케이션의 백엔드)
• 안드로이드 디바이스에서 실행되는 모든 애플리케이션

하지만 코틀린은 다른 환경에서도 잘 작동한다.

예를 들어 인텔의 멀티 OS 엔진을 사용하면 코틀린을 iOS 디바이스에서 실행할 수 있다. 이 밖에도 자바스크립트를 공식적으로 지원는 등 다른 환경에서도 작동 가능하게 만들 수 있다.

 

정적 타입 지정 언어 vs 동적 타입 지정 언어

정적 타입 지정 언어

정적 타입 지정이라는 말은 모든 프로그램 구성 요소의 타입을 컴파일 시점에 알 수 있고 프로그램 안에서 객체의 필드나 메서드를 사용할 때마다 컴파일러가 타입을 검증해준다는 뜻이다.

정적 타입 지정 언어 장점

• 성능
  실행 시점에 어떤 메서드를 호출할지 알아내는 과정이 필요 없으므로 메서드 호출이 더 빠르다.
• 신뢰성
  컴파일러가 프로그램의 정확성을 검증하기 때문에 실행 시 프로그램이 오류로 중단될 가능성이 더 적어진다.
• 유지 보수성
  코드에서 다루는 객체가 어떤 타입에 속하는지 알 수 있기 때문에 처음 보는 코드를 다룰 때도 더 쉽다.
• 도구 지원
  정적 타입 지정을 활용하면 더 안전하게 리팩토링 할 수 있고, 도구는 더 정확한 코드 완성 기능을 제공할 수 있으며, IDE의 다른 지원 기능도 더 잘 만들 수 있다.

동적 타입 지정 언어

동적 타입 지정 언어에서는 타입과 관계없이 모든 값을 변수에 넣을 수 있고, 메서드나 필드 접근에 대한 검증이 실행 시점에 일어나며, 그에 따라 코드가 더 짧아지고 데이터 구조를 더 유연하게 생성하고 사용할 수 있다.

하지만 반대로 이름을 잘못 입력하는 등의 실수로 컴파일 시 걸러내지 못하고 실행 시점에 오류가 발생한다.

 

코틀린은 정적 타입 지정 언어이다.

var a = 1

코틀린은 이 변수의 타입이 Int임을 자동으로 알아낸다. 컴파일러가 문맥을 고려해 변수 타입을 경저하는 이런 기능을 타입 추론(type interence)이라고 부른다.

 

함수형 프로그래밍

• 일급 시민인 함수
  함수 (프로그램의 행동을 나타내는 코드 조각)를 일반 값처럼 다룰 수 있다.
  함수를 변수에 저장할 수 있고, 함수를 인자로 다른 함수에 전달할 수 있으며, 함수에서 새로운 함수를 만들어서 반환할 수 있다.
• 불변성
  함수형 프로그래밍에서는 일단 만들어지고 나면 내부 상태가  절대로 바뀌지 않는 불변 객체를 사용해 프로그램을 작성한다.
• 부수 효과(side effect) 없음
  함수형 프로그래밍에서는 입력이 같으면 항상 같은 출력을 내놓고 다른 객체의 상태를 변경하지 않으며, 함수 외부나 다른 바깥 환경과 상호작용하지 않는 순수 함수를 사용한다.

이런 핵심 개념을 사용하는 함수형 스타일로 프로그램을 작성하면,

• 간결성
• 다중 스레드를 사용해도 안전
• 테스트하기 쉽다.

코틀린의 철학이라 쓰고 장점이라 읽는다.

실용성

코틀린은 실제 문제를 해결하기 위해 만들어진 실용적인 언어다. 코틀린은 연구를 위한 언어가 아니다. 다른 프로그래밍 언어가 채택한 이미 성공적으로 검증된 해법과 기능에 의존한다. 이로 인해 언어의 복잡도가 줄어들고 이미 알고 있는 기존 개념을 통해 코틀린을 더 쉽게 배울 수 있다.  

간결성

개발자가 코드를 새로 작성하는 시간보다 기존 코드를 읽는 시간이 더 길다는 사실은 잘 알려져 있다.

큰 프로젝트를 수행하는 팀에 속해 있고, 프로젝트에서 만들어낸 소프트웨어의 버그를 수정한다고 가정할 때,

수정해야만 하는 부분을 알아내기 위해 엄청난 노력을 해야한다.

코드가 더 간단하고 간결할수록 내용을 파악하기가 더 쉽다. 때문에 어떤 언어를 사용해 코드를 작성했고 그 언어가 얼마나 간결한 언어인지도 중요하다. 

어떤 언어가 간결하다는 말은 그 언어로 작성된 코드를 읽을 때의도를 쉽게 파악할 수 있는 구문 구조를 제공하고, 그 의도를 달성하는 방법을 이해할 때 방해가 될수있는부가적인 준비 코드가 적다는 뜻이다.   

코틀린 같은 경우,

• 게터 getter, 세터 setter, 생성자 파라미터
• 람다 지원
• 일반적인 기능 라이브러리 캡슐화

필드에 대입하기 위한 로직 등 자바에 존재하는 여러 가지 번거로운 준비 코드를 코틀린은 묵시적으로 제공하기 때문에 코틀린 소스코드는 그런 준비 코드로 인해 지저분해지는 일이 없다.  

안정성

일반적으로 프로그래밍 언어가 안전하다는 말은프로그램에서 발생할 수 있는 오류중에서 일부 유형의 오류를 프로그램 설계가 원천적으로 방지해준다는 뜻이다.

코틀린을 JVM에서 실행한다는 사실은 이미 상당한 안전성을 보장할 수 있다는 뜻이다.

JVM을 사용하면,

1. 메모리 안정성 보장
2. 버퍼 오버플로를 방지
3. 동적으로 할당한 메모리를 잘못 사용함으로 인해 발생할 수 있는 다양한 문제 예방
4. JVM에서 실행되는 정적 타입 지정언어로 타입 안정성 보장 

또한, 코틀린은 실행 시점에 오류를 발생시키는 대신컴파일 시점 검사를 통해 오류를 더 많이 방지해준다.

코틀린의 타입 시스템은 null이 될 수 없는 값을 추적하며, 실행 시점 NullPinterException이 발생할 수 있는 연산을 사용하는 코드를 금지한다. 

// 널이 될 수 있음 
val s: String? = null
// 널이 될 수 없음
val s2: String = ""

상호운용성

자바의 라이브러리가 어떤 API를 제공하던 간에 코틀린에서 그 API를 활용할 수 있다. 즉, 자바코드에서 코틀린 코드를 호출할 때 아무런 노력이 필요 없다. 이에 따라자바와 코틀린 코드를 프로젝트에서 원하는 대로 섞어 쓸 수 있는 궁극적인 유연성을 발휘할 수 있다.

 

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코틀린 코드 컴파일 과정

코틀린 컴파일러는 자바컴파일러가 자바 소스코드를 컴파일할 떄와 마찬가지로 코틀린 소스코드를 분석해서 .class 파일을 만들어낸다.

만들어진 .class 파일은 개발 중인 애플리케이션의 유형에 맞는 표준 패키징 과정을 거쳐 실행될 수 있다.

코틀린 빌드 과정

코틀린컴파일러로 컴파일한 코드는 코틀린 런타임라이브러리에 의존한다. 런타임 라이브러리에는 코틀린 자체 표준 라이브러리 클래스와 코틀린에서 자바 API의 기능을 확장한내용이 들어있다. 코틀린으로 컴파일한 애플리케이션을 배포할 때는 런타임 라이브러리도 함께 배포해야 한다.

실제로 개발을 진행한다면 프로젝트를 컴파일하기 위해 메이븐, 그레이들, 앤트 등의 빌드 시스템을 사용할 것이다. 코틀린은 그런 빌드 시스템과 호환된다.     

  

요약

• 코틀린은 타입 추론을 지원하는 정적 타입 지정 언어다. 따라서 소스코드의 정확성과 성능을 보장하면서도 소스코드를 간결하게 유지할 수 있다.
• 코틀린은 객체지향과 함수형 프로그래밍 스타일을 모두 지원한다 코틀린에서는 일급 시민함수를 사용해 수준 높은 추상화가 가능하고, 불변 값 지원을 통해 다중 스레드 애플리케이션 개발과 테스트를 더 쉽게 할 수 있다.
• 코틀린을 안드로이드에도 활용할 수 있다. 코틀린의 런타임 라이브러리는 크기가 작고, 코틀린 컴파일러는 안드로이드 API를 특별히 지원한다. 그리고 코틀린의  다양한 라이브러리는 안드로이드에서 흔히 하는 작업에 사용할 수 있으면서 코틀린과 잘 통합될 수 있는 함수를 제공한다. 
• 코틀린은 실용적이며 안전하고, 간결하며 상호운용성이 좋다 이는 코틀린을 설계하면서 일반적인 작업에 대해 이미 잘 알려진 해법을 채택하고, NullPointerException과 같이 흔히 발생하는 오류를 방지하며, 읽기 쉽고 간결한 코드를 지원하면서 자바와 아무런 제약 없이 통합될 수 있는 언어를 만드는데 초점을 맞췄다는 뜻이다.    

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참고

[도서] Kotlin in Action : 코틀린 컴파일러 개발자가 직접 알려주는 코틀린 언어 핵심