컴파일과 런타임의 차이

핵심 정리

Java는 소스 코드를 바이트코드로 컴파일하고, JVM(Java Virtual Machine)이 실행합니다.

컴파일 과정에서 Java의 제네릭 타입 소거도 발생합니다. <T>로 선언한 타입 정보가 .class 파일에서는 Object로 바뀝니다. 같은 단계에서 컴파일타임 바인딩도 일어납니다. 오버로드된 메서드 중 어느 것을 호출할지가 선언 타입을 기준으로 .class 파일 안에 고정됩니다.

런타임에는 사용자 입력을 받거나, 파일을 읽거나, 네트워크 통신을 하는 등 실행 중에만 알 수 있는 일들이 발생합니다.

변수 타입

Java는 정적 타입 언어입니다. 변수의 타입은 컴파일 시점에 결정됩니다.

오버로딩 메서드 선택

오버로딩된 메서드 중 어떤 것을 호출할지는 컴파일 시점에 매개변수 타입으로 결정됩니다.

상속과 업캐스팅이 함께 등장하면 호출 메서드가 변수의 선언 타입 기준으로 고정되는 패턴이 됩니다. 자세한 동작은 컴파일타임 바인딩 페이지에서 다룹니다.

제네릭 타입 소거

제네릭의 타입 파라미터 T는 컴파일 후 Object로 바뀝니다.

제네릭 클래스 안에서 이 value를 오버로딩 메서드에 넘기면 예상과 다른 결과가 나옵니다. 다만 소거 자체가 메서드 선택의 기준은 아니고, 호출 위치에 따라 선택되는 메서드가 달라집니다. 자세한 내용은 제네릭과 타입 소거를 참고하세요.

왜 이런 것들을 컴파일 시점에 결정할까? 호기심

오버로딩, 제네릭 타입 소거, 컴파일타임 바인딩 — 셋 다 컴파일 시점에 결정됩니다. 이유는 세 가지입니다.

1. 속도: 어느 메서드를 호출할지, 어느 타입으로 처리할지를 매번 런타임에 다시 따지면 느립니다. 컴파일러가 미리 정해 .class 파일에 적어두면, JVM은 그 결정을 그대로 따라가기만 하면 되어 실행이 빠릅니다.
2. 오류를 미리 잡기: 잘못된 타입 대입이나 존재하지 않는 메서드 호출은 코드를 쓰는 단계에서 잡아야 수정 비용이 적습니다. 실행 중에 발견하면 이미 사용자가 보고 있는 화면에서 크래시가 납니다.
3. JVM의 역할 분리: javac만 .java 소스 코드를 읽습니다. JVM은 .class 바이트코드를 받아 그대로 실행만 합니다. 메서드 선택이나 타입 검사처럼 "소스를 봐야 하는 일"은 JVM이 할 수 없으므로 모두 컴파일 시점에 처리해야 합니다.

요약하면 "컴파일러가 미리 알 수 있는 것은 미리 정해두자" 가 컴파일타임 결정의 원리입니다. 변수의 선언 타입, 매개변수 타입, 제네릭 타입은 모두 소스 코드에 적혀 있어 컴파일러가 알 수 있으므로 컴파일 시점에 처리합니다. 반면 실제 객체의 타입이나 사용자 입력은 실행 중에야 알 수 있으므로 런타임에 결정됩니다.

사용자 입력

오버라이딩 메서드 선택

오버라이딩된 메서드는 런타임에 실제 객체의 타입을 보고 결정됩니다.

조건문 결과

ArrayList 크기

컴파일 에러

컴파일 에러는 컴파일 과정에서 발견되는 오류입니다. .class 파일이 생성되지 않습니다.

런타임 에러

런타임 에러는 프로그램 실행 중에 발생하는 오류(예외)입니다. 컴파일은 성공했지만 실행 중에 문제가 생깁니다.

오버로딩과 오버라이딩의 결정 시점 차이는 오버로딩에서 자세히 다룹니다.