1. Java 언어가 쓰이는 곳

Java는 C++과 달리 로컬 환경용으로는 그다지 재미를 못 본 언어 및 런타임 환경이다.
콘솔(게임기 말고, 명령 프롬프트..)용 프로그램이 Java로 만들어진 건 거의 못 봤다. 오히려 Java는 한때는 표준 입력으로부터 숫자 한 줄 입력받는 것조차도 온갖 패키지를 import하고 예외 처리 try catch까지 갖춘 뒤에야 가능한 불편한 언어였다.

GUI(프레임워크 이름이 Swing이던가?)로 넘어오면 VirtualBox나 OpenOffice처럼 일부 크로스 플랫폼 프로그램이 GUI 껍데기를 Java로 만든 경우가 좀 있다. (Windows 한정으로는 C#의 Windows Form와 경쟁?) 아, 직장에서 일정 관리 용도로 사용하는 ProjectLibre도 흔치 않은 Java 기반 로컬 GUI 프로그램이다.
하지만 Java가 제공하는 GUI는 외형이 네이티브 GUI에 비해 이질적이고 느리고 런타임 오버헤드가 커서 범용성 말고는 가성비가 좋지 않았다.

한편, Java는 애플릿(Applet)이라는 이름으로 웹(클라이언트)에서 돌아간 적도 있다. 웹에서 꽤 고차원적인 수학 그래픽, 화면 왜곡과 전환 애니메이션, 시뮬레이션(특히 교육용) 등을 출력할 목적으로 플래시와 경쟁하는 구도로 한때 쓰였으나.. 그것도 다 지나간 일이다. 현재는 망했으며, 개발사로부터 지원도 끊긴 지 오래다.

오늘날 Java는 로컬 PC가 아닌 안드로이드 앱, 그리고 jsp 기반 서버사이드 언어(웹 서버)로 회생해 있다.
뭐, Java 런타임을 컴퓨터에 설치해 보면 설치 중에 '전세계 수십억 개의 기기가 Java를 기반으로 돌아가고 있습니다'라고 자랑하는 문구가 뜨기도 하는데, 그것도 임베디드보다는 모바일을 말하는 게 아닌가 싶다.

Java는 오늘날 그렇게 됐고 로컬 PC 환경에서는 지금도 수많은 프로그래밍 언어들이 난립해 있지만, 웹에서는 그야말로 Java에서 이름만 빌려온 JavaScript로 대동단결 천하통일이 이뤄진 게 신기하기 그지없다.

2. 새로운 언어

애플에서 Objective-C에 한계를 느끼고 Swift라는 언어를 만들었더니,
그에 질세라 안드로이드 진영에서도 Java 대신 '코틀린'이라는 완전히 다른 언어를 만들었다. 왕년에 C++ 컴파일러를 열심히 만들었던 사람이 D 언어를 개발했듯, Java 기반 안드로이드 개발 환경을 열나게 만들었던 JetBrains라는 회사에서 전용 언어도 만들고 이를 Google에서도 채택한 것이다.

오늘날 베이직은 마소에서밖에 만들지 않는 언어가 됐고, 파스칼은 그냥 델파이의 전유물이 됐고 이제는 델파이라는 이름 자체가 RAD 툴 겸 프로그래밍 언어의 이름으로 등극했다. 언어가 워낙 많이 마개조됐기 때문이다. 또한 옵씨의 경우는 애초부터 애플이 언어에 대한 일체의 권리를 언어 고안자로부터 사 버려서 사유화했다.
저런 언어들에 비해, C/C++은 너무 심하게 파편화가 됐을지언정--언어 문법 자체보다는 라이브러리나 ABI 계층에서--, 특정 기업에 의해 좌지우지된다는 느낌은 상대적으로 덜 든다.

Visual Studio 등 요즘 IDE들은 프로젝트 전체에 존재하는 클래스들을 쭉 보여주는 기능이야 당연히 기본으로 갖추고 있다. 그런데 클래스들을 namespace 계층 + 이름의 알파벳 순으로만 보여주는 게 아니라, 기반 클래스별로 분류해서 보여주는 기능이 있으면 프로젝트들의 성격을 파악하는 데 더 도움이 될 것 같다. 그러면 그 클래스들의 성격을 파악할 수 있으니 말이다.

3. 간단한 자료형과 복잡한 자료형 or 클래스 객체

오늘날 객체지향을 표방한다는 많은 고급 언어들이 int 같은 (1) primitive type과 (2) 클래스 객체, 혹은 (1) 스칼라와 (2) 복합 자료형(리스트 같은)을 서로 구분해서 다루고 서로 다르게 취급한다. 함수 인자와 리턴값을 주고받을 때 (1)은 값을 그대로 전달하고 (2)는 메모리에 한 인스턴스만 둔 뒤 주소값만 주고받고 레퍼런스 카운팅을 하는 것이 대표적인 차이점 되겠다. Java, 파이썬 등 여러 언어들이 이런 정책을 사용한다.

순수 극한 객체지향 언어 중에는 1과 2의 구분조차 없애고 모든 것을 객체로 취급하여 타입 식별자라든가 기반 클래스 소속을 부여하는 물건도 있다. 하지만 그렇게까지 하기에는 속도와 메모리 오버헤드가 너무 크고 실용성도 떨어지니 많은 언어들이 최소한의 primitive type 정도는 허용하는 타협을 한다.

C++이야 어느 타입이건 어느 방식으로 전달할지(값, 주소/참조)를 몽땅 명시적으로 수동 지정이 가능하다. 그러나 포인터를 노출하지 않는 언어에서는 그런 구분이 프로그래머의 지정 없이 자동으로 행해진다. 포인터가 없는 언어라고 해서 포인터가 원래 하던 일 자체를 안 하는 것은 전혀 아니니까 말이다.

그런데 1과 2의 얼추 중간쯤에 속하는 물건은 문자열, 그리고 단순 구조체 정도다.
문자열이야 언어 차원에서 상수 리터럴도 존재하고 정말 기본 자료형과 복합 자료형의 중간에 속하는 독특한 물건인지라, 각 언어와 라이브러리마다 구현 형태가 제각각이다.

그리고 생성자, 소멸자, 상속, 가상 함수 따위 전혀 없고 레알 int 같은 primitive type의 묶음으로만 이뤄진 레알 C 스타일 구조체를 프로그래밍 용어로는 POD(plain old data)라고 한다. C++의 경우 POD 구조체만이 중괄호 { }를 이용한 멤버 별 값 초기화가 가능하다.
물론 POD도 개당 수십~수백 바이트를 차지하는 덩치 큰 놈이 될 수도 있지만 이는 논외로 하고..

단순 구조체를 클래스와 구분시킨 것은 C#의 신의 한수로 보인다. 사실, POINT, SIZE, COMPLEX(복소수)처럼 숫자 둘로만 달랑 이뤄진 간단한 구조체는 상속이 뭐고 없고 함수 인자도 그냥 값 형태로 전달하고 싶은 그런 물건들이니 말이다.

4. sizeof 연산자가 없음

개인적으로 Java를 쓰면서 C++에 비해 굉장히 특이하다고 오래 전부터 생각했던 점은..
가장 먼저, (1) int를 함수에다 주소/참조로 전달을 할 수 없어서 swap 함수를 구현할 수 없다는 것이다. int는 무조건 값으로만 전달되니 말이다.

(2) 클래스에 소멸자라는 게 없다 보니, 메모리는 GC 덕분에 뒷일 생각할 필요 없이 new만 늘어놔도 되는데 파일은 닫는 코드를 수동으로 매번 써 줘야 하는 게 처음엔 아주 웃기게 느껴졌었다.

(3) 그리고 끝으로.. sizeof 연산자가 없는 것에서 한번 더 경악했다. 수동 메모리 할당이 없고 포인터도 없고, sizeof마저 없다는 건 어떤 개체의 메모리 내부 덤프 같은 건 꿈에도 생각하지 말라는 얘기다.
primitive type이야 개별 크기가 어떤 기기의 JVM에서도 불변 동일하니(가령, int 4바이트, long 8바이트..) 굳이 sizeof에다 요청하지 않아도 되고..

하긴, 특정 개체의 메모리 주소 같은 걸 어디에다 낼름 누설해 줄수록 프로그램의 엔트로피가 커지고 Garbage collector가 추적해야 하는 영역이 넓어지고, 메모리 누수와 잘못된 포인터 에러가 날 확률이 높아지니.. 그런 건 최대한 애초에 할 필요가 없게 만들어야 할 것이다.
하지만 바이너리 덤프를 바로 못 하면 파일을 읽고 쓰는 작업도 좀 불편할 것 같다. 하다못해 과거에 베이직조차도 포인터는 없어도 숫자의 binary dump를 문자열 형태로 얻거나 그걸 디코딩하는 함수는 있었거늘 말이다.

C#은 Java처럼 가상 머신 기반에 자동 메모리 관리가 제공되는 언어이지만 이런 것들이 Java보다는 융통성이 있다. ref라는 키워드가 있어서 primitive type도 call by reference가 가능하다.
그리고 sizeof 연산자가 제한적으로 지원된다. primitive type과 단순 구조체 한정으로만 사용 가능하며, 자동 관리를 받는 자기 객체(managed class)에 대해서는 sizeof를 여전히 할 수 없다.

C#의 초창기 구버전에서는 아예 unsafe 코드 안에서만 sizeof를 사용할 수 있었지만 나중에 제약이 완화되었다.
그래도 C#과 Java 어느 경우든, sizeof라는 건 저수준 메모리 접근과 관계가 있는 기능이지, 가상 머신 고수준 코드와는 어울리지 않는 건 공통인 듯하다.

5. 객체의 배열

그러고 보니 Java는 클래스 객체들이 다 기본적으로 포인터 단위로 취급된다는 특성상, 객체의 동적 배열을 만드는 것도 좀 불편하다.

MyObject[] arr = new MyObject[n];

이건 MyObject들을 담을 배열 객체부터 하나 만드는 것이다. 그 뒤에 arr[0]부터 arr[n-1]에다가 MyObject의 인스턴스를 new로 할당하는 건 사용자가 또 직접 해야 한다.
C++이야 Java처럼 행동하고 싶으면 MyObject **arr을 하면 되고, 아니면 MyObject가 default 생성자만 있다면 곧장 MyObject *arr = MyObject[n]으로 객체의 배열을 만들 수 있으니 융통성이 있다.

그리고 한 객체가 여러 클래스들을 돌아다니면서 쓰이다 보면, 이 오브젝트가 값만 일치하는 게 아니라 본질적으로 그 오브젝트가 맞는지.. C++로 치면 주소값이 같은지, Java조차도 문자열은 equals 대신 ==를 써서 행하는 그 비교 대상값이 일치하는지.. 주소를 직접 확인하고 싶은 경우가 있다.

C/C++은 & 연산자가 있으니 일도 아닌 반면, Java는 디버거 창이 아닌 로그 확인을 위해서는 toString을 일일이 해 줘야 하는 것이 불편한 점으로 남는다.
포인터라는 게 위험하다고 직접 노출을 금기시하다 보니, 포인터로 직통으로 할 수 있는 일까지 좀 불편하게 바뀌는 건 어쩔 수 없나 보다.

6. 클로저

C++은 수동 메모리 관리뿐만 아니라 pointer-to-member(더 나아가 함수 포인터라는 것 자체까지)라는 것도 오늘날의 타 언어들이 제공하는 깔끔한 클로저와는 전혀 관계 없는 원시적이고 지저분한 물건이다. C/C++은(정확히는 C가) machine word를 정말 좋아하는 언어이며, '포인터' 하나만으로 간편하게 구현 가능하지 않은 요소는 쿨하게 제공 안 하는 게 전통적인 설계 철학이었다.

그러니 함수 안에 함수를 만드는 걸 지원하지 않으며(당대의 경쟁 언어이던 파스칼과 달리), C++도 클래스 안에 클래스, 함수 안에 지역 클래스 같은 건 전적으로 접근성 scope 구분만 할 뿐, 자기 밖에 있는 클래스 멤버나 함수 지역변수에 자동으로 접근하는 메커니즘 같은 건 제공하지 않는다. 즉, Java 용어로 말하자면 static class만 지원한다는 것이다.

C++만 쓰다가 Java나 Objective-C 같은 타 언어에서 this 내지 상부 클래스 멤버에 접근 가능한 함수를 스레드 콜백 등으로 자유자재로 넘겨줄 수 있는 걸 보니 아주 신기했다. 요즘은 함수형 언어 영향을 받아서 함수 몸체를 이름조차 안 붙이고 바로 넘겨줘도 되니 더 편하다.

이것도 타 언어들이 더 객체지향 철학에 따른 것이고, C++이 기괴하고 경직된 구조의 언어인 셈이다. 물론, C++의 사고방식은 저런 유연한(?) 함수 포인터(C++ 용어), 셀렉터(옵C 용어), 클로저(???)를 구현하기 위해 내부적으로 부과되는 시공간 성능 오버헤드가 무엇인지 생각하는 데는 도움이 될 듯하다.

C++은 저게 없는 대신에 P2M을 갖고 있는 셈인데.. C++의 또 다른 괴물 기능인 다중 상속과 연계하려다 보니 P2M도 도저히 '날포인터' 하나만으로 간편하게 구현할 수가 없어졌으니 참 아이러니이다. 이건 언어 설계 차원에서의 결함이나 마찬가지라고 봐도 할 말 없을 정도이며, 이와 관련하여 본인이 몇 년 전에 글을 쓴 적이 있다.

그나저나 Java의 상속 "extends A"는 C++로 치면 ": public A", 다시 말해 언제나 public 상속과 같은 것이겠지?
난 부모 멤버들에 대한 접근에 더 많은 제약을 가하는 private, protected 상속은 사용해 본 적이 없다.

7. 자동 메모리 관리, 동적 배열 등, 나머지 생각들

뭐, 직장에서 Java 개발도 좀 해 보니 깔끔한 1파일 1클래스 구조에다 헤더와 소스 구분이 없고 코드 파싱과 빌드가 정말 광속인 것(C++ 외의 타 언어들이 대부분 그렇지만), throw IllegalArgumentException("value must be >=0") 예외 처리가 사실상 assertion failure이나 마찬가지이니 assert(0 && "error") 이런 테크닉이 없어도 되는 것들은.. 마음에 든다.

ABI 계층이 파편화 없이 딱 잘 통합돼 있고, 무식한 헤더 파일 대신 패키지로부터 추출· 복원된 프레임워크 소스와 코딩 컨벤션.. 매번 다시 컴파일 되면서 특정 타입과 완전히 결합해 버리는 C++의 템플릿 대신에, 진짜로 유연한 void*를 캡슐화했다고 볼 수 있는 제네릭.. 이런 건 부럽기도 하고 현대의 프로그래밍 언어와 프로그래밍 환경이 얼마나 발전했는지를 뒷북으로나마 느낀다.

프로그래밍에서 "네이티브 코드 + 메모리 100% 수동 관리"(C/C++) 아니면 "가상 머신 + garbage collector 기반의 메모리 자동 관리"(C#/Java)의 차이는, 자동차 운전으로 치면 수동 vs 자동 변속기와도 비슷할 정도로 큰 차이인 것 같다. 자동차에서는 면허 조건이 달라질 정도로 큰 차이를 만들며, 프로그래밍에서도 뒷일 생각 안 하고 마음대로 new를 남발해도 되냐 그렇지 않느냐의 차이는 매우 크다.

(그럼 메모리가 자동 관리되는 언어에서는... 무슨 서버나 GUI 프로그램이 아니고 일체의 아이들 타임이 없이, 자기 할 일만 일괄 처리하고 끝나는 콘솔(명령 프롬프트)+단일 스레드 프로그램이라면 GC가 언제 어떻게 개입하여 동작하는지 의문이 든다. 뭐 그냥 메모리 할당 부분에서.. 자원 반납 없이 지금까지 메모리를 사용한 양이 도를 넘어선다 싶으면 그때 동작할 수도 있긴 하겠다.)

C++을 까는 사람들의 심정은 이해한다. 하지만 C++이 그렇게 지저분하고 자비심이 없는 대신에 어떤 넘사벽급의 강력한 네이티브 코드를 생산할 수 있는지, 그리고 Java가 편한 대신에 내부적으로 성능을 얼마나 많이 희생했고 런타임 오버헤드가 더해졌는지를 전부 논하지 않고 단편적인 비교만으로 언어 호불호를 논하는 것은 바람직한 태도가 아니라고 여겨진다. 둘 다 장단점이 있고 고유한 주 용도가 있는 법이다.

옛날에 잠깐 써 봤던 파스칼은 포인터도 있고 자유로운 call by reference도 지원했지만 그 포인터가 C처럼 막강하고 배열과 연계되는 건 절대 아니며, 동적 배열을 못 만들었다. 아무리 파스칼이 교육용 언어를 표방하고 만들어졌다 해도 베이직으로도 가능한 기능이 없는 건 말이 안 되니 저건 후대의 파생 언어에서 개선되었지 싶다.

Posted by 사무엘

2018/03/13 08:34 2018/03/13 08:34
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  1. 비밀방문자 2018/03/15 00:46 # M/D Reply Permalink

    관리자만 볼 수 있는 댓글입니다.

    1. 사무엘 2018/03/15 06:46 # M/D Permalink

      그렇다? 이클립스(자바)를 능가한 이후로
      과연 근성으로 Visual Studio IDE와 Source Insight (C++)의 영역까지 넘보고 있구나?
      C++은 (1) 골치 아픈 전처리기, (2) 헤더와 몸체의 분리, (3) 그러면서 번역 단위와 클래스 사이에는 호응 관계가 전혀 없는 점으로 인해 C#, Java 수준의 구문 분석과 리팩터링 기능은 제공하기 꽤 난감한 언어였는데 그런 한계마저 넘어서고 있는 듯하다?

  2. 허국현 2018/03/16 15:51 # M/D Reply Permalink

    Atwood's Law라는 것이 있습니다. Stack Overflow 창립자인 Jeff Atwood가 한 말인데요.

    JavaScript로 작성될 수 있는 것은 JavaScript로 작성될 것이다.

    라는 법칙입니다.

    Node.js로 JavaScript를 웹 브라우저 밖으로 빼 내더니 이제는 JavaScript로 별걸 다 만드네요. Visual Studio Code도 JavaScript로 만들었습니다. Electron + TypeScript + React로 알고 있습니다.

    1. 사무엘 2018/03/16 17:37 # M/D Permalink

      스크립트란 게 웹페이지에서 간단한 계산 결과 같은 거 찍고, 폼의 입력값 범위 검증해서 메시지박스나 찍는 용도로
      그것도 HTML 주석 안에다가 몰래 집어넣는 물건이던 시절이 엊그제 같은데...
      지금은 정말 못 하는 게 없는 괴물로 성장했지요. 경악스럽습니다. ㄷㄷ

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1. elseif 키워드

프로그래밍 언어에 따라서는 else if를 한데 묶은 축약형인 elseif 또는 elif 키워드를 별도로 제공하는 경우가 있다.
베이직이나 파이썬, 그리고 프로그래밍 요소 중에 없는 게 없는 백과사전형 언어인 Ada에는 저게 있다.

하지만 파스칼, C/C++이나 그 파생형 언어들은 전통적으로 그게 없다. 굳이 그걸 또 제공할 필요 없이 기존 if/else만으로도 동일한 표현력과 계산 능력 자체는 낼 수 있으며,
또한 더 큰 이유로는, 이들 언어는 안 그래도 공백이나 줄바꿈에 구애를 받지 않는 freeform 문법이기 때문이다. 필요하다면 어차피 else if를 한 줄에 나란히 연달아 써도 elseif와 얼추 비슷한 비주얼을 만들 수 있다. (컴파일러의 구문 분석 스택은 복잡해지겠지만..) 베이직과 파이썬은 그렇지 않다.

elseif 축약형은 else 절에서 실행되는 구문이 다음 if 절에 '완전히' 포함되어 있을 때 유용하다.
원래는 else 다음에 소스 코드의 들여쓰기가 한 단계 증가해야 하지만 그렇게 하기는 귀찮고..
수평적인 들여쓰기 단계에서 여러 개의 if를 대등한 위상에서 마치 switch-case처럼 늘어놓고 싶을 때 elseif가 쓰인다.

이런 점에서 보면 elseif 축약은 if-else에 대해서 tail-cut recursion을 한 것과 개념적으로 유사하다.
함수 재귀호출 뒤에 또 다른 추가적인 계산이 없다면, 그런 단순 재귀호출 정도는 스택을 사용하지 않는(= 한 단계 깊이 들어가는) 단순 반복문으로 바꾸는 것 말이다.

사실 C/C++은 elseif 축약이라는 개념은 언어 자체엔 없고 전처리기에만 #elif라는 형태로 있다.
전처리기는 알다시피 freeform 문법이 아니기 때문에 elif 없이 else와 if를 동시에 표현하려면 얄짤없이 줄 수가 둘로 늘어나야 하니,
문법을 최대한 간단하게 만들고 싶어서 부득이 그런 지시자를 넣은 것 같다.

2. NULL 포인터와 0

하루는 통상적으로 사용하던 #define NULL을 0에서 nullptr로 바꾸고 날개셋 코드를 리빌드해 봤다. 그랬더니.. 생각지 못했던 곳에서 엽기적인 컴파일 에러가 떴다.

아니 내가 머리에 총 맞았었나.. 왜 bool 변수에다가 NULL을 대입할 생각을 했지? =_=;;
HRESULT 리턴값에다가 S_OK 대신에 return NULL을 해 놓은 건 도대체 뭔 조화냐.
그리고 그 정도는 애교고.. obj=NULL이 원래는 컴파일 에러가 났어야 했는데 잘못된 코드를 생성하며 지나쳐 버리는 경우가 있었다. 포인터를 별도의 클래스로 리팩터링하는 과정에서 실수가 들어간 것이다.

그 클래스가 정수 하나를 인자로 받는 생성자가 있기 때문에 obj=Class(0)으로 자동으로 처리되고 넘어갔는데, 그 클래스는 독자적인 메모리 할당이 있으면서 대입 연산자 같은 것도 별도로 존재하지 않았다.
이런 일을 막으려고 C++엔 나중에 생성자에 explicit이라는 속성을 지정하는 키워드가 추가되었지만 그걸 사용하지 않는 레거시 코드를 어찌할 수는 없는 노릇이고..

아무튼 언어에서 type-safety를 강화하는 게 이렇게 중요하다는 걸 알 수 있었다.
Windows 플랫폼 헤더 include에서 NULL의 definition이 nullptr로 바뀌는 날이 언제쯤 올까? 옛날에 16비트에서 32비트로 넘어갈 때는 핸들 타입에 대한 type-safety를 강화하면서 STRICT 상수가 도입된 적이 있었는데.

NULL은 C 시절에 (void *)0, 초창기 C++에서는 타입 오버로딩 때문에 불가피하게 그냥 0이다가 이제는 nullptr로 가장 안전하게 변모했다.
개인적으론, PSTR ptr = false; 도 컴파일러 차원에서 안 되게 좀 막았으면 좋겠으나.. 포인터에 0상수 대입은 뭐 어찌할 수 없는가 보다.

3. 자바의 문자열

자바(Java)로 코딩을 하다 보면 나처럼 C++ 사고방식에 머리가 완전히 굳은 사람의 관점에서 봤을 때 궁금하거나 불편하다고 느껴지는 점이 종종 발견된다.
int 같은 기본 자료형이 아니면 나머지는 모조리 클래스이다 보니 한 함수에서 데이터 참조용으로나 잠깐 사용하고 마는 int - string 쌍 같은 것도 못 만드는지? 그런 것도 죄다 새 클래스로 만들어서 new로 할당해야 하는지?

그리고 기본 자료형은 값으로만 전달할 수 있으니 int의 swap 함수조차 만들 수 없는 건 너무 불편하지 않은지?
인클루드가 없는데 자신 외의 다른 클래스에 존재하는 public static final int값이 switch case 상수로 들어오는 게 가능한지? 등등..

이와 관련되어 문자열은 역시 자바 언어에서 좀 어정쩡한 위치를 차지하며 특이하게 취급되는 물건이다.
얘는 일단 태생은 기본 자료형이 아닌 객체/클래스에 더 가깝다. 그래서 타입의 이름도 소문자가 아닌 대문자 S로 시작하며, 이 개체는 가리키는 게 없는 null 상태가 존재할 수 있다.

그러나 얘는 문자열 상수의 대입을 위해서 매번 new를 해 줘야 하는 건 또 아니다. 이건 예외적으로 취급되는 듯하다.
그럼 그냥 String a; 라고만 하면 얘는 길이가 0인 빈 문자열인가(""), 아니면 null인가? 그리고 지역 변수일 때와 클래스 멤버 변수일 때에도 그 정책이 동일한가? 뭐 직접 회사에서 프로그램을 짜 본 경험으로는 전자인 것 같긴 하다.

단, 자바의 문자열을 다룰 때는 주의해야 할 점이 있다. 자바 프로그래머라면 이미 잘 숙지하고 계시겠지만, 문자열의 값 비교를 ==로 해서는 안 된다는 것이다. equals라는 메소드를 써야 한다.
==를 쓰면? C/C++식으로 얘기하자면 문자열이 들어있는 메모리 포인터끼리의 비교가 돼 버린다. 애초에 포인터의 사용을 기피하고 다른 걸로 대체하는 컨셉의 언어에서, 이런 동작은 99% 이상의 경우는 프로그래머가 의도하는 결과가 아닐 것이다.

C++에서야 문자열 클래스에 == 연산자가 오버로딩되지 않은 경우가 없을 테니 언어가 왜 저렇게 만들어졌는지 이해하기 어렵겠지만.. 자바는 연산자 오버로딩이란 게 없는 언어이며 String은 앞서 말했듯이 기본 자료형과 클래스 사이의 어중간한 위치를 차지하는 물건이기 때문에 이런 디자인의 차이가 발생한 듯하다. 자바는 안 그래도 걸핏하면 클래스 새로 만들고 get/set 등 다 메소드로 구문을 표현해야 하는 언어이니까.
오죽했으면 본인은 회사에서 자바 코드를 다루면서도 문자열 비교를 실수로 ==로 잘못 해서 발생한 버그를 발견하고 잡은 적도 있었다.

그나저나 유사 언어(?)인 스칼라, 자바스크립트 같은 언어들은 ==로 바로 문자열 비교가 가능했던 걸로 기억한다.

4. true iterator

파일을 열어서 거기에 있는 문자열을 한 줄씩 얻어 오는 함수(A), 그리고 각 문자열에 대해 출력을 하든 변형을 하든 일괄적인 다른 처리를 하는 함수(B)를 완전히 분리해서 별도로 작성했다고 치자. 혹은 한 디렉터리에 파일들을 서브디렉터리까지 빠짐없이 쭉 조회하는 함수(A)와, 그 찾은 파일에 대해서 삭제나 개명 같은 처리를 하는 함수(B) 구도로 생각할 수도 있다.
그런데 이 둘을 연계시켜서 같이 동작하게 하려면 어떻게 하는 게 좋을까?

이럴 때 흔히 떠올릴 수 있는 방법은,
A 함수에다가 B 함수까지 인자로 줘서 호출을 한 뒤, A의 내부 처리 loop에서 B에 넘겨줄 데이터가 준비될 때마다 B를 callback으로 호출하는 것이다. B는 간단한 일반 함수 + context 데이터 형태가 될 수도 있고, 아니면 가상 함수를 포함한 인터페이스 포인터가 될 수도 있다.

데이터 순회를 하는 A 자체도 파일을 열고 닫거나 내부적으로 재귀호출을 하는 등 state가 존재하기 때문에 매번 함수 실행을 시켰다가 종료하기가 곤란한 경우, 상식적으로 A를 먼저 실행시킨 뒤에 A가 계속 실행되고 있는 중(= 상태도 계속 유지되고)에 그 내부에서 B를 호출하는 게 바람직한 게 사실이다.
물론, 반복문 loop을 B에다가 두고, 반대로 B에서 A를 callback 형태로 호출하는 것도 불가능한 건 아니다. 그런데 프로그래밍 언어에 따라서는 이런 B 중심적인 사고방식의 구현을 위해 좀 더 획기적인 기능을 제공하는 물건도 있다.

def func():
    for i in [1,5,3]:
        yield i

a=func()
print a.next()
print a.next()
print a.next() # 예상하셨겠지만 1, 5, 3 순서대로 출력

파이썬에는 함수에 return 말고 yield 문이 있다. 그러면 얘는 함수 실행이 중단되고 리턴값이 지정되기는 하는데..
다음에 그 함수를 실행하면(정확히는 next() 메소드 호출 때) 처음부터 다시 실행되는 게 아니라, 예전에 마지막으로 yield를 했던 곳 다음부터 계속 실행된다. 예전의 그 함수 호출 상태가 보존되어 있다는 뜻이다.

난 이걸 처음 보고서 옛날에 GWBASIC에 있던 READ, DATA, RESTORE 문과 비슷한 건가 싶었는데.. 저건 당연히 GWBASIC을 아득히 초월하는 고차원적인 기능이다. C++이었다면 별도의 클래스에다가 1, 5, 3 static 배열, 그리고 현재 어디까지 순회했는지를 가리키는 상태 인덱스 정도를 일일이 구현해야 했을 텐데 저 iterator는 그런 수고를 덜어 준다.

단순히 배열이 아니라 binary tree의 원소들을 prefix, infix, postfix 방식으로 순회한다고 생각해 보자.
순회하는 함수 내부에서 다른 콜백 함수를 호출하는 게 아니라 매번 원소를 발견할 때마다 리턴값을 되돌리는 형태라면..
구현하기가 굉장히 까다로울 것이다. 스택 메모리를 별도로 할당한 뒤에 재귀호출을 비재귀 형태로 일일이 구현해 주거나, 아니면 각 노드에다가 부모 노드의 포인터를 일일이 갖춰 줘야 할 것이다.

C++의 map 자료형도 내부적으로는 RB-tree 같은 자가균형 dynamic set 자료구조를 사용하는데, 이런 iterator의 구현을 위해서 편의상 각 노드에 부모 노드 포인터를 갖고 있는 걸로 본인은 알고 있다. RB-tree는 내부적으로 로직이 굉장히 복잡하고 까다로운 자료구조이긴 하지만, 그래도 부모 노드 없이도 구현이 불가능한 건 아닌데 말이다.
안 그랬으면 iterator가 자체적으로 스택을 멤버 변수로 갖거나, 최소한 메모리 할당· 해제를 위해 생성자나 소멸자까지 갖춰야 하는 복잡한 class가 돼야 했을 것이다. 어떤 경우든 포인터 하나와 비슷한 급인 lightweight 핸들이 될 수는 없다.

개인적으로는 지난 여름에 <날개셋> 한글 입력기 7.5에 들어가는 새로운 한글 입력 순서 재연 알고리즘을 구현할 때 비슷한 레벨의 iterator를 비재귀적으로 구현한 적이 있는지라, yield문의 의미가 더욱 절실히 와 닿는다.

Posted by 사무엘

2015/02/25 08:38 2015/02/25 08:38
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  1. 김재주 2015/02/25 19:34 # M/D Reply Permalink

    2번은... C++이 강한 타입 언어도 약한 타입 언어도 아닌 어정쩡한 위치를 갖고 있어서 그런 것 같습니다 -,.-; 함수형 언어들이나 Rust 같은 언어에서는 얄짤없이 타입 미스매치 오류가 나버릴텐데 말이죠.

    3번은 JAVA와 거의 유사한 C#에서는 전혀 문제가 되지 않는데 말이죠. 얘는 C++ 프로그래머 입장에서 그냥 코드 모양 생긴거 보고 어, 이렇게 동작하나? 싶으면 거의 그렇게 동작합니다. 그러면서도 간결성과 안전한 Generic을 제공하는데, JAVA는 최신 버전에 이르러서도 그렇지가 못하죠. JAVA는 여러 곳의 이해관계가 얽혀 있는 오픈소스 언어라는 점 때문일지.. 사실 현대 최신 객체지향 언어들을 보면 아예 int와 같은 기본 타입도 클래스를 가지고 있죠. (scala라던지 python이라던지 ruby라던지)

    1. 사무엘 2015/02/25 21:31 # M/D Permalink

      1. 언어 차원에서 true, false가 별도의 boolean형 리터럴로 존재하는 게 아니라 여전히 0, 1의 alias일 뿐이기 때문에 어쩔 수 없는 듯하지요.
      그나저나 C 시절에는 숫자는 정말 닥치고 무조건 int.. int 편중이 너무 심했었는데 그나마 C++에서 약간 보정이 됐습니다. (sizeof('a')같은..) 하지만 Windows API에서 BOOL이 int인 건 이제 와서 못 고치지요. ^^

      2. C#은 ref를 이용해서 아무 자료형이나 레퍼런스로 전달 가능하고 swap도 얼마든지 만들 수 있고 Java보다 더 깔끔하고 유연하긴 하지요. 하지만 회사에서 업무상 자바 코드를 계속 다뤄 보니까 얘가 그래도 C++과는 다른 무슨 철학을(그에 대한 호불호와는 별개로) 갖고 만들어진 언어인지는 대충 알 것 같습니다.

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1. 오픈소스

잘 알다시피 C/C++은 메모리 할당이나 문자열 등, 바이너리 차원에서 뭔가 언어나 구현체가 buliding block을 규정해 놓은 게 없다시피하며, 그나마 표준이 나온 것도 강력한 구속력을 갖고 있지는 못하다. 그러니 이 지저분함을 참다 못해서 COM 같은 바이너리 규격이 나오고 닷넷 같은 완전히 새로운 프레임워크도 나왔다.

아니면 일각에서는 소프트웨어 컴포넌트를 재배포할 때, 빌드된 라이브리러리를 주는 게 아니라 난독화 처리만 한 뒤 소스 코드를 통째로 넘겨주면서 빌드는 이 코드를 쓰는 쪽에서 자기 입맛대로 알아서 하라는 극단적인 조치를 취하기도 한다. 차라리 오픈소스 진영이 이런 점에서는 융통성이 더 있는 셈이다.
하지만 어지간한 컴덕력을 갖추지 못한 사람은.. 복잡한 빌드 시스템/configuration들을 이해할 수 없어서 소스 코드까지 통째로 줬는데도 줘도 못 먹는 촌극이 벌어진다.

이런 라이브러리 내지 유닛, 패키지는 기계어 코드로든 다른 바이트 코드로든 소스 코드가 바이너리 형태로 용이하게 재사용 가능한 형태로 가공되어 있는 파일이다.
그런데 실행문이 들어있는 소스 코드가 반드시 그대로 노출돼야만 하는 분야도 있다.

크게 두 갈래인데, 하나는 C++의 템플릿 라이브러리이고, 다른 하나는 웹 프로그래밍 언어 중에서도 전적으로 클라이언트 사이드에서 돌아가는 자바스크립트이다.
동작하는 환경 내지 타겟은 둘이 서로 완전히 극과 극으로 다르지만, 전자는 컴파일 때 최적화 스케일의 유연성 때문에, 그리고 후자는 선천적으로 기계 독립적이고 극도로 유연해야만 하는 웹의 특성상 오픈소스가 강제되어 있다.

자바스크립트는 비록 전통적인 기계어 EXE를 만드는 데 쓰이는 언어는 아니지만 그렇다고 해서 만만하게 볼 물건이 절대로 아니다. 람다, 클로저 등 어지간한 최신 프로그래밍 언어에 있는 기능은 다 있으며, 플래시에 하드웨어 가속 3D 그래픽까지 다 지원 가능한 경지에 도달한 지가 오래다.
또한 웹에서의 영향력이 워낙 막강하다 보니 전세계의 소프트웨어 업체들이 눈에 불을 켜고 실행 성능을 필사적으로 끌어올려 놓았다. 비록 컴파일을 통한 보안 유지는 안 되지만, 어느 수준 이상의 코드 난독화 기능도 당연히 있다.

뭐, C++ 표준 템플릿 라이브러리도 헤더 파일을 열어 보면, 남이 못 알아보게 하려고 코드를 일부러 저렇게 짰나 싶은 생각이 든다. 온갖 주석이 곁들여져서 알아보기 쉽게 널널하게 작성된 C 라이브러리의 소스들과는 형태가 달라도 너무 다르다..

C++ 템플릿에 대해서 한 마디 더 첨언하자면.. 제한적으로나마 함수나 몸체를 일일이 인클루드해서 노출하지 않아도 되는 방법이 있긴 하다.
몸체를 한 cpp(= 번역 단위)에다가만 구현해 놓은 뒤, 거기에다가 소스 코드 전체를 통틀어 그 템플릿이 인자가 주어져서 쓰이는 모든 형태를 명시만 해 주면 된다.

template Sometype<char>;
template Sometype<wchar_t>;

템플릿 함수에 대해서 template<> 이렇게 시작하는 특정 타입 전용 케이스를 만드는 것과 비슷해 보이는데..
위와 같은 식으로 써 주면, 해당 코드가 컴파일될 때 이 템플릿이 저런 인자로 실현되었을 때의 대응 코드가 모두 생성되고, 이게 다른 오브젝트 파일들이 링크될 때 같이 연결되게 된다. 이런 문법이 있다는 것을 15년 동안 C++ 프로그래밍을 하면서 처음 알았다.

물론 저것 말고 다른 임의의 새로운 타입으로 템플릿을 사용하고 싶다면 그렇게 템플릿을 사용하는 번역 단위에서 또 다시 템플릿의 선언부와 몸체를 싹 읽어들여서 분석을 해야 한다.
아마 과거의 export 키워드가.. 저런 템플릿 인자의 사용 형태를 자동으로 파악하는 걸 의도하지 않았나 싶은데 그래도 세상에 쉬운 일이란 없었던 듯하다.

2. 웹 프로그래밍의 성격

HTML, CSS, 자바스크립트 삼신기는 마치 웹 프로그래밍계에서의 삼권 분립이기라도 한 것 같다. 아무래도 당장 화면에 표시되는 핵심 컨텐츠가 HTML이니 요게 행정부에 대응하는 듯하며, HTML을 표시할 규격을 정하는 CSS는 사법부에 가깝다. 끝으로, 인터랙티브한 동작을 결정하는 자바스크립트는 입법부 정도?
물론 HTM 파일 하나에다가 스타일과 자바스크립트 코드를 다 우겨 넣었다면 그건 뭐 “짐이 곧 국가다, 법이다” 식으로 코드를 작성한 형태일 것이다.

예로부터 본인이 느끼기에 웹 프로그래밍은 뭔가 시대의 최첨단을 달리는 것 같고 간지와 뽀대가 나고 실행 결과가 사용자에게 가장 직접적으로 드러나 보이는 신기한 영역인 것 같았다. 하지만 (1) 코드와 데이터, 클라이언트와 서버, 코딩과 디자인의 역할 구분이 영 모호하며, 컴퓨터의 성능을 100% 뽑아내는 듯한 전문적이고 하드코어한 느낌이 안 들어서 마음에 안 들었다. 가령, 도대체 어디서는 java이고 어디서는 jsp이고 어디서는 js인지?

(2) 또한 이 바닥은 작성한 소스 코드가 제대로 보호되지 못한다. 서버 사이드에서만 돌아가는 PHP 같은 건 클라이언트에게는 노출이 안 되겠지만 그것도 서버 개발자들끼리는 결국 오픈소스 형태로 공유될 수밖에 없으니 말이다. 옛날에 제로보드의 소스가 그랬듯이.

끝으로, (3) 특정 CPU 아키텍처나 플랫폼에 구애되는 게 없다 보니 기반이 너무 붕 뜨는 느낌이고, 브라우저마다 기능이 제각각으로 달라지는 거 호환 맞추는 노가다가 필요한 것도 싫었다.
뭐, IE와 넷스케이프가 경쟁하고 IE6이 세계를 사실상 평정했던 먼 옛날에는 그랬고 지금은 이 문제는 많이 해소됐다. 바야흐로 2015년, HTML5 표준안까지 다 완성된 지경이니, 웹 프로그래밍도 이제 충분히 성숙했고 기반이 탄탄히 잡혔다. 격세지감이다. ActiveX도 점점 퇴출되는 중이다.

2004년에 IE6에 대한 대항마로 파이어폭스 0.8이 혜성처럼 등장했고, 2008년엔 구글 크롬이 속도 하나로 세계를 평정해서 IE의 독점 체계를 완전히 견제해 냈다. 지금은 크롬이 속도는 괜찮은 반면, 메모리 사용량이 너무할 정도로 많아서 파이어폭스가 다시 반사 이득을 보는 구도이다. 오페라는 Windows에서는 영 좀 마이너한 콩라인 브라우저가 아닌가 모르겠다.
그리고 무슨 브라우저든지 버전업 숫자 증가폭이 굉장히 커졌으며, 탭 브라우징에  메뉴와 제목 표시줄을 숨겨 놓는 인터페이스가 필수 유행이 돼 있다.

3. 보안 문제

세월이 흐르면서 웹 프로그래밍 환경이 좋아지고 있는 건 사실이지만, 보안 때문에 예전엔 바로 할 수 있었던 일을 지금은 못 하고 뭘 허가를 얻고 번거로운 절차를 거쳐야 하는 건 다소 불편한 점이다.
특히 내가 느끼는 게 뭐냐 하면, 한 HTML 파일에서 자신과 다른 도메인에 있는 CSS나 JS 같은 걸 덥석 인클루드 하는 걸 브라우저가 굉장히 싫어하게 됐다는 점이다. 이런 걸 이용한 보안 취약점 공격이 지금까지 많았는가 보다.

"이 사이트에는 안전한 컨텐츠와 위험한 컨텐츠가 같이 섞여 있습니다. 위험한 것도 모두 표시하시겠습니까?"라는 메시지가 바로 이런 상황에서 뜬다.
IE의 경우 예전에 잘 표시되던 사이트가 갑자기 표시되지 않을 때, 권한 취득을 위해 레지스트리에다 자기 프로그램 이름이나 사이트를 등록하는 등 조치를 취해야 했다.
구글 크롬은 발생 조건이 IE와 동일하지는 않지만, 자체 판단하기에 악성 코드의 실행을 유도하는 걸로 의심되는 지시문이 HTML 소스에 있는 경우, 화면 전체가 위험 경고 질문 화면으로 바뀐다.

최근에는 크롬과 IE에서는 멀쩡하게 보이는 웹 페이지가 파이어폭스에서만 제대로 표시되지 않는 문제가 있어서 회사 업무 차원에서 사이트 디버깅을 한 적이 있었다. 요즘 세상이 무슨 세상인데 웹 표준이나 렌더링 엔진의 버그 때문일 리는 없고, 파이어폭스가 자바스크립트 엔진으로 하여금 외부 도메인로부터 인클루드된 CSS 속성에 접근하는 걸 허용하지 않아서 발생한 문제였다.

4. 파일 관리가 되는 게시판

본인도 여느 프로그래머와 마찬가지로 다니는 회사에서 요즘 모바일에 웹까지 별별 걸 다 손대며 지냈다. 하긴, 공학 박사라 해도 취업 후에는 돈 되는 분야, 뜨는 분야를 따라 자기 주전공 연구 분야가 아닌 것도 손대 봐야 할 텐데 하물며 그보다 급이 낮은 단순 엔지니어들은 말이 필요하지 않을 것이다.

요즘은 게시판이나 블로그 엔진을 만들려면 단순무식한 텍스트 기본 폼이 아니라 위지윅 웹 에디터가 필수이다. ckeditor 컴포넌트에다가 이미지 업로드 기능을 연결해 넣을 일이 있었는데 이것도 여간 골치아픈 일이 아니라는 걸 작업을 하면 할수록 깨닫게 됐다.
손이 정말 많이 간다. 하지만 그걸 일일이 하지 않으면 이미지는 단순 외부 링크밖에 못 넣는 반쪽짜리가 된다.

이미지 파일이 하나 HTTP 규격대로 업로드되어 왔으면 서버 측에서는(PHP든 JSP든 무엇이든) 파일 크기가 적당한지(개별 파일 크기와 지금까지 업로드된 파일의 전체 크기 모두) 체크하여 적당하다면 이름을 중복 없는 랜덤 이름으로 바꿔서 서버에 저장한다. 이름에 한글이 들어간 파일이라고 업로드나 로딩이 제대로 안 되는 일이 없어야 하니까.

그 뒤에 그 그림을 불러올 수 있는 URL을 에디터 컴포넌트에다가 알려 준다. 이것도 간단하게 만들자면 그냥 서버의 특정 디렉터리를 그대로 노출하는 식으로 만들면 되겠지만 보안상 위험하니 가능한 한 제3의 장소에서 파일을 되돌리는 서버 프로그램 URL을 주는 게 안전하다.

위지윅 에디터에서는 임의의 개수의 파일이 업로드될 수 있기 때문에 글에 얽힌 첨부 파일들을 따로 디렉터리나 DB 형태로 관리해서 글이 삭제될 때 같이 지워지게 해야 한다.
사실, 이쪽으로 조금만 더 신경 쓰면 글별로 아예 첨부 파일 관리자라도 간단한 형태로 만들어야 하게 된다. 우와..;;

그리고 골때리는 건, 아직 작성 중이고 정식으로 등록하기 전의 임시 상태인 글에 첨부된 그림들을 처리하는 방식이다.
일단은 그림들이 임시 폴더에다가 올라가고 주소도 임시 폴더 기준이지만 글이 정식으로 등록됐다면 글 중에 삽입된 이미지들의 주소를 수동으로 바꿔야 하고 파일도 옮겨야 한다.
또한 그 상태로 글이 더 등록되지 않고 사용자가 back을 눌렀다면, 서버에 올라왔던 임시 파일들도 나중에 지워 줘야 한다. 이런 것까지 도대체 어떻게 다 구현하지?

이건 일게 위지윅 에디터 컴포넌트가 감당할 수 있는 수준이 아니기 때문에 그걸 블로그 엔진이나 게시판에다 붙여 쓰는 웹 프로그래머가 자기 서버의 사정에 맞게 세팅을 해야 한다.
겨우 이미지 업로드 기능 하나만 달랑 구현하는 테크닉을 소개한 블로그만으로는 정보가 너무 부족했다.
Windows에서 공용 컨트롤에다 드래그 드롭을 처음부터 직접 구현하는 것만큼이나 손이 많이 갔다. 나 같은 이 바닥 초짜로서는 그저 경악스러울 뿐.

프로그램의 완성도를 더 높이려면, 사용자가 곱게 이미지 파일만 올리는 게 아니라 php나 html 같은 보안상 위험한 파일을 올리는 건 아닌지 감시해야 한다. 첨부 파일 정도가 아니라 위지윅 웹 에디터 자체도 위험하다고 그런다. HTML이 근본적으로 문서와 코드가 뒤섞인 형태이다 보니 정말 매크로가 잔뜩 든 Office 문서처럼 취급되는가 보다.
아무튼, 나모 웹에디터와 제로보드가 뜨던 시절에 비해 요즘 웹은 너무 방대하고 복잡하다.

Posted by 사무엘

2015/02/02 08:39 2015/02/02 08:39
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C/C++, 자바, C# 비교

전산학의 초창기이던 1950년대 후반엔 프로그래밍 언어의 조상이라 할 수 있는 코볼, 포트란 같은 언어가 고안되었다. 그리고 이때 범용적인 계산 로직의 기술에 비중을 둔 알골(1958)이라는 프로그래밍 언어가 유럽에서 만들어졌는데, 이걸 토대로 훗날 파스칼, C, Ada 등 다양한 언어들이 파생되어 나왔다.

이때가 얼마나 옛날이냐 하면, 셸 정렬(1959), 퀵 정렬(1960) 알고리즘이 학술지를 통해 갓 소개되던 시절이다. 구현체는 당연히 어셈블리어.;; 그리고 알골이 도입한 재귀호출이라는 게 함수형 언어가 아닌 절차형 언어에서는 상당히 참신한 개념으로 간주되고 있었다. 전산학의 역사를 아는 사람이라면, 컴퓨터를 돌리기 위해 프로그래밍 언어가 따로 만들어진 게 아니라, 프로그래밍 언어를 구현하기 위해 컴퓨터가 발명되었다는 걸 알 것이다.

알골 자체는 시대에 비해 언어 스펙이 너무 복잡하고 막연하기까지 하며, 구현체를 만들기가 어려워서 IT 업계에서 실용적으로 쓰이지 못했다. 그러나 후대의 프로그래밍 언어들은 알골의 영향을 상당히 많이 받았으니 알골은 가히 프로그래밍 언어계의 라틴어 같은 존재로 등극했다.

물론, 그로부터 더 시간이 흐른 오늘날은 알골의 후예에 속하는 언어인 C만 해도 이미 라틴어 같은 전설적인 경지이다. 중괄호 블록이라든가 C 스타일의 연산자 표기 같은 관행은 굳이 C++, 자바, C# 급의 언어 말고도, 자바스크립트나 PHP처럼 타입이 엄격하지 않고 로컬이 아닌 웹 지향 언어에도 그런 관행이 존재하니 말이다.

C가 먼저 나온 뒤에 거기에 OOP 속성이 가미되어 C++이라는 명작/괴작 언어가 탄생했다. C가 구조화 프로그래밍을 지원하는 고급 언어에다가 어셈블리어 같은 저급 요소를 잘 절충했다면, C++은 순수 OOP 개념의 구현보다는 역시 OOP 이념을 C 특유의 성능 지향 특성에다가 적당히 절충을 잘 했다. 그래서 C++이 크게 성공할 수 있었다.

잘 알다시피 C/C++은 모듈이나 빌드 구조가 컴파일 지향적이며, 거기에다 링크라는 추가적인 작업을 거쳐서 네이티브(기계어) 실행 파일을 만드는 것에 아주 특화되어 있다.

번역 단위(translation unit)라고 불리는 개개의 소스들은 프로그래밍에 필요한 모든 명칭들을 텍스트 형태의 다른 헤더 파일로부터 매번 include하여 참조한 뒤, 컴파일되어 obj 파일로 바뀐다.
한 번역 단위에서 참조하는 외부 함수의 실제 몸체는 어느 번역 단위에 있을지 알 수 없다. 어차피 링크 때 링커가 모든 obj 파일들을 일일이 뒤지면서 말 그대로 연결을 하게 된다.

이 링크를 통해 드디어 실행 파일이나 라이브러리 파일이 최종적으로 만들어진다. 실행 파일은 대상 운영체제가 인식하는 실행 파일 포맷을 따라 만들어지지만 static 라이브러리는 그저 obj들의 모음집일 뿐이기 때문에 lib 파일과 obj 파일은 완전히 같지는 않아도 내부 구조가 크게 차이가 나지 않는다.

이런 일련의 컴파일-링크 계층이 C/C++을 로컬 환경에서의 매우 강력한 고성능 언어로 만들어 주는 면모가 분명 있다. 또한 197, 80년대에는 컴퓨터 자원의 한계 때문에 원천적으로 언어를 그런 식으로 설계해야 하기도 했다.
그러나 오늘날은 대형 프로젝트를 진행할 때 C/C++의 그런 디자인은 심각한 비효율을 초래하기도 한다. 내가 늘 지적하듯이 C보다도 특히 C++은 안습할 정도로 빌드가 너무 느리고 생산성이 떨어진다.

그에 반해 자바는 문법만 살짝 비슷할 뿐 디자인 철학은 C++과는 완전히 다른 언어이다. 잘 알다시피 자바는 의도하는 동작 환경 자체가 native 기계어가 아니라 플랫폼 독립적인 자바 가상 기계이다. 컴퓨터 환경이 발달하고 웹 프로그래밍이 차지하는 비중이 커진 덕분에 이런 발상이 나올 수가 있었던 셈이다.

모든 자바 프로그램은 무조건 1코드, 1클래스이며(단, 클래스 내부에 또 다른 클래스들이 여럿 있을 수는 물론 있음), 심지어 소스 파일 이름과 클래스 이름이 반드시 일치해야 한다. 클래스가 곧 C/C++의 ‘번역 단위’와 강제로 대응한다. 그리고 컴파일된 자바 소스는 곧장 컴파일된 바이트코드로 바뀌며, 이것이 자바 VM이 있는 곳이라면 어디서나 돌아가는 실행 파일(EXE)도 되고 라이브러리(DLL, OBJ)도 된다. 물론, 여러 라이브러리들의 집합체인 JAR이라는 포맷도 따로 있기도 하고 말이다.

클래스 내부에 public static void main 메소드(멤버 함수)만 구현되어 있으면 곧장 실행 가능하다. C++은 C와의 호환을 위해 시작 함수가 클래스 없는 일반 main으로 동일하게 지정돼 있는 반면, 자바는 global scope이 존재하지 않고 모든 명칭이 클래스에 반드시 소속돼 있어야 하기 때문에 그렇다. javac 명령으로 소스 코드(*.java)를 컴파일한 뒤, java 명령으로 컴파일된 바이트코드(*.class)를 실행하면 된다.

다른 모듈을 끌어다 쓸 때도 import로 바이너리 파일을 곧장 지정하면 되니, 텍스트 파싱이 필요한 C++의 #include보다 효율적이다. 번거롭게 *.h와 *.lib (그리고 심지어 *.dll까지)를 일일이 따로 구비할 필요 없다.

요컨대 자바는 C++에 비해 굉장히 많은 자유도와 성능을 제약한 대신, C++보다 훨씬 더 손이 덜 가도 되고 빌드도 훨씬 빨리 되고 프로젝트 세팅도 월등히 더 간편하게 되게 만들어졌다. 함수 호출 규약, 인라이닝 방식, C++ symbol decoration, 링크 에러, CRT의 링크 방식, link-time 코드 생성 최적화 같은 온갖 골치 아프고 복잡한 개념들이 자바에는 전혀 존재하지 않는다.
C++이 벙커에 시즈 탱크에 터렛과 마인 등, 손이 많이 가는 테란이라면, 자바는 프로토스 정도는 되는 것 같다.

자바는 하위 호환성을 고려하지 않은 새로운 언어를 만든 덕분에 디자인상 깔끔한 것도 있지만, 상상도 못 할 편리함을 실현하기 위해 성능도 C++ 사고방식으로는 상상도 못 할 정도로 많이 희생한 것 역시 사실이다. 이는 단순히 메모리 garbage collector가 존재하는 오버헤드 이상이다.

그래서 요즘은 자바 바이트코드를 언어 VM이 그때 그때 실시간으로 네이티브 코드로 재컴파일하여, 자바로도 조금이라도 더 빠른 속도를 내게 하는 JIT(just in time)기술이 개발되어 있다. 비록 이 역시 한계가 있을 수밖에 없겠지만 한편으로는 구조적으로 유리한 점도 있다.

컴파일 때 모든 것이 결정되어 버리는 C++ 기반 EXE/DLL은 사용자의 다양한 실행 환경을 예측할 수 없으니 보수적인 기준으로 빌드되어야 한다. 그러나 자바 프로그램의 경우, VM만 그때 그때 최신으로 업데이트하여 최신 CPU의 명령이나 병렬화 테크닉을 쓰게 하면 그 혜택을 모든 자바 프로그램이 자동으로 보게 된다. 물론 C++로 치면 cout이 C의 printf보다 코드 크기가 작아지는 경지에 다다를 정도로 컴파일러가 똑똑해져야겠지만 말이다.

자바 얘기가 길어졌는데, 다음으로 C#에 대해서 좀 살펴보기로 하자.
C# 역시 네이티브 코드 지향이 아니라 닷넷 프레임워크에서 돌아가는 바이트코드 기반인 점, 복잡한 링크 메커니즘을 생략하고 C++의 지나치게 복잡한 문법과 모듈 구조를 간소화시켰다는 점에서는 자바와 문제 접근 방식이 같다.

단적인 예로, 클래스를 선언하면서 멤버 함수까지 클래스 내부에다 정의를 반드시 집어넣게 한 것, 그리고 생성자 함수의 호출이 수반되는 개체의 생성은 반드시 new를 통해서만 가능하게 한 것은 컴파일러와 링커가 동작하기 상당히 편하게 만든 조치이다. 이는 자바와 C#에 공통적으로 적용된다.

다만 C#은 자바처럼 엄격한 1소스 1클래스 체계는 아니며, 빌드 결과물로 엄연히 일반적인(=윈도우 운영체제가 사용하는 PE 포맷 기반인) EXE와 DLL이 생성된다. 물론 내부엔 기계어 코드가 아닌 바이트코드가 들어있지만 말이다.

C# 역시 클래스 내부에 존재하는 static void Main가 EXE의 진입점(entry point)이 된다. 그러나 C#은 자바 같은 1소스, 1클래스, 1모듈 구조가 아니기 때문에 여러 클래스에 동일한 static void Main이 존재하면 컴파일러가 어느 것을 진입점으로 지정해야 할지 판단할 수 없어서 컴파일 에러를 일으킨다. 링크나 런타임 에러가 아님. 진입점을 별도의 컴파일러 옵션으로 따로 지정해 주거나, Main 함수를 하나만 남겨야 한다.

여담이지만, C#의 진입점 함수는 자바와는 달리 첫 글자 M이 대문자이다. 전통적으로 자바는 첫 글자를 소문자로 써서 setValue 같은 식으로 메소드 이름을 지어 온 반면, 윈도우 세계는 그렇지 않기 때문이다(SetValue).
그리고 C#의 Main은 굳이 public 속성이 아니어도 된다. 어차피 진입점인데 접근 권한이 무엇이면 어떻냐는 식의 발상인 것 같다.

닷넷 실행 파일이 사용하는 바이트코드는 자바와 마찬가지로 기계 독립적인 구조이다. 그러나 그것의 컨테이너라 할 수 있는 윈도우 운영체제의 실행 파일 포맷(PE)은 여전히 CPU의 종류를 명시하는 필드가 존재한다. 그리고 32비트와 64비트에서 필드의 크기가 달라지는 것도 있다. 이것은 기계 독립성을 추구하는 닷넷의 이념과는 어울리지 않는 구조이다. 그렇다면 닷넷은 이런 상황을 어떻게 대처하고 있을까?

내가 테스트를 해 본 바로는 플랫폼을 ‘Any CPU’라고 지정하면, 해당 C# 프로그램은 명목상 그냥 가장 무난하고 만만한 x86 껍데기로 빌드되는 듯하다.
작정하고 x64 플랫폼을 지정하고 빌드하면 헤더에 x64 CPU가 명시된다. 뒤에 이어지는 바이트코드는 어느 CPU에서나 동일하게 생성됨에도 불구하고, 그 프로그램은 x86에서는 실행이 거부되고 돌아가지 않게 된다.

그러니, 64비트 네이티브 DLL의 코드와 연동해서 개발되는 프로그램이기라도 하지 않은 이상, C# 프로그램을 굳이 x64용으로 제한해서 개발할 필요는 없을 것이다. 다만, x86용 닷넷 바이너리는 관례적으로 닷넷 런타임인 mscoree.dll에 대한 의존도가 추가되는 반면 x64용 닷넷 바이너리는 그런 게 붙어 있지 않다. 내 짧은 생각으론, 64비트 바이너리는 32비트에서 호환성 차원에서 넣어 줘야 했던 잉여 사항을 생략한 게 아닌가 싶다.

DLL에 기계 종류와 무관한 리소스나 데이터가 들어가는 일은 옛날부터 있어 왔지만, 닷넷은 코드조차도 기계 종류와 무관한 독립된 녀석이 들어가는 걸 가능하게 했으니 이건 참 큰 변화가 아닐 수 없다. 네이티브 쪽과는 달리 골치 아프게 32비트와 64비트를 일일이 신경 쓸 필요가 없고, 한 코드만으로 x86(-64) 계열과 ARM까지 다 커버가 가능하다면, 정말 어지간히 하드코어한 분야가 아니라면, 월등한 생산성까지 갖추고 있는 C#/자바 같은 개발 환경이 뜨지 않을 수 없을 것 같다. C++과 자바, C#을 차례로 비교해 보니 그런 생각이 들었다.

Posted by 사무엘

2012/06/16 19:37 2012/06/16 19:37
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  1. 주의사신 2012/06/17 15:30 # M/D Reply Permalink

    1. Java도 .NET의 언어 독립성을 조금 따라해 보려고 하고 있더군요.

    2. .NET의 언어는 독립이 되어 있다. 보니 NetCobol이라고 .NET 프레임워크 상에서 작동하는 COBOL도 존재합니다.

    http://www.netcobol.com/cobol-compiler-for-net/

    Visual Studio 2010에서 COBOL이 돌아가는 아름다움이란...

    3. 개인적으로는 Java보다 C#을 더 좋아합니다. Java는 너무 제약 사항이 많더라고요.

    1. 사무엘 2012/06/17 23:39 # M/D Permalink

      1. Free your legacy code from the mainframe with NetCOBOL for .NET.
      닷넷과 코볼의 만남이라..;;; 정말 충격적이군요. 하긴, 비주얼 스튜디오건, 이클립스건 IDE들은 그야말로 완전 오픈 아키텍처로 개발되기 때문에 온갖 언어 확장이 나올 수도 있겠습니다.

      2. 흠 그럼 자바 런타임에다가는 자바 말고 또 무슨 언어가 얹히려나 궁금해지네요.

      3. 아무래도 언어 디자인은 좀 더 늦게 나온 C#이 더 좋을 수밖에 없으며, 저 역시 그 점에서 공감합니다. ^^

    2. Lyn 2012/06/17 23:54 # M/D Permalink

      사무엘님 //

      이미 자바 런타임에서 돌아가는 Scala가 있습니다. 트위터가 메세징시스템을 Ruby 에서 Scala로 갈아탄걸로 유명하죠...
      Play 라는 Framework 도 있구요.

      뭐 Jython이나 JRuby같은 놈들도 있고 ..

      닷넷이야 뭐 원체 언어가 많으니 ㅡㅡㅋ;
      상용이라면 Delphi Prism 이 있겠네요.

  2. 김 기윤 2012/06/18 11:51 # M/D Reply Permalink

    C# 과 Java 양쪽 모두 제대로 사용하면 C++ 보다 생산성이 높다는 것은 저도 인지하고 있지만, 여태껏 C++ 만 해왔고 새로C#과 Java 만의 각종 라이브러리를 익히기 귀찮(-_-;)다는 이유로 계속해서 C++ 위주로 사용중이었습니다.


    ......다만 이제 안드로이드 앱에 손을 대려고 보니, 안드로이드 앱은 Java 기반이라서 강제(?)로 Java 로 갈아타서 개발해 보고 있는데, 여러가지로 편한게 많더군요. 언어 자체는 C++ 을 제약시킨 느낌이라서 어려운 것도 없구요.

    1. 사무엘 2012/06/18 14:05 # M/D Permalink

      C#은 잘만 다룰 줄 알면 인생을 아주 편하게 해 줄 언어임은 틀림없습니다만,
      저 역시, 말씀하신 것과 동일한 귀차니즘 때문에 C++ 신봉자입니다.
      더구나 제 밥줄인 프로젝트들은 모두 잘 알다시피 닷넷 같은 것과는 관계없는 네이티브 관할이어서 말이죠.

      저는 차라리 맥OS의 데스크톱 환경에 관심이 있어서 Xcode와 옵C를 좀 살펴봤는데 상상 이상의 이질감과 진입 장벽에 좌절하고 있는 중.

  3. GplWorker 2012/06/29 13:56 # M/D Reply Permalink

    고수의 필이 물씬 풍기는 곳을 찾게 되어 반갑습니다.
    좋은 글들 앞으로 차근 차근 읽고 배워가겠습니다.
    Java, Android의 숲속에서 요즘 일광욕을 즐기고 있습니다.
    감사합니다.

    1. 사무엘 2012/06/29 16:48 # M/D Permalink

      겨우 이 정도 수준으로 고수 얘기를 들으니 쑥스럽습니다. 당장 여기 정기적으로 들르는 분들 중에도 저보다 더 고수가 많을 건데요. ^^
      이곳 글들을 유용하게 읽고 계신다니 감사드리며, 앞으로도 관심 부탁드립니다.

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- 클래스 이름과 파일 이름이 반드시 일치함이 보장되니, 소스 navigation이 은근히 편하다. 그리고 각 클래스 내부에 static void main 함수만 구현해 주면, 그 클래스만 용도를 테스트하는 프로그램을 간단히 짜고 그 유닛 단위로 실행이 가능하니 무척 편하다.
- 클래스에 각종 명칭의 선언과 정의가 따로 구분되어 있지 않으며, forward 선언이라든가, 온갖 dependency 따지기, 재컴파일 같은 지저분한 튜닝이 자바에는 필요하지 않다. 링크 에러라는 개념도 자바에는 존재하지 않는다. ㅋㅋ

- 모든 오브젝트들에 무조건 RTTI 정보가 들어있어서 type을 알 수 있다.
- 프로그램이 뻗으면 자동으로 함수 호출 스택 목록과 줄번호가 다 뜬다.

물론, 자바의 장점들 중 구조적인 것 말고 프로그램 실행과 관련된 편의는, 대부분 C/C++에 비해 성능을 상당히 희생하고서 얻어진 것임은 의심의 여지 없는 사실이다.

그래서 남이 짠 코드를 분석하고 들여다보고 유지보수 해야 할 때, 자바가 적응만 잘 돼 있으면 생산성이 상당히 높겠다는 점을 인정한다.
C/C++은 정말 변태스러운 튜닝과 자유도를 추구하는 대신, 그 코드가 여러 사람의 손을 거치면서 무질서도의 증가로 이어진다면 maintenance 측면에서 재앙이 될 수도 있다. 복잡한 암호 같은 C++ 코드에서 메모리 누수 하나 찾아 보시겠는가?

C/C++은 각 기계의 특성을 일일이 수용하고 존중해 준다는 점에서 이식성이 높다. 조건부 컴파일, 공용체, 포인터, 온갖 복잡한 컴파일러/링커 옵션 등등등...
하지만 자바나 C#급 언어는 그런 기계스러운 건 숨기고 포인터를 감싸고 특히 C/C++의 야생마스러운 면모를 적당히 제어하면서, 그 언어를 돌리는 플랫폼 자체를 이식성 있게 여럿 만듦으로써 이식성을 추구한다고 볼 수 있다. (자바 가상 머신, 닷넷 프레임워크 등) 즉, 언어의 근본 설계 철학과 용도가 다르다.

C++은 virtual로 지정된 놈만 가상 함수인 반면,
자바는 final이 지정되지 않은 다른 모든 놈이 기본으로 다 가상 함수이다.
가상 함수의 구현 비용이 만만찮은데, 이런 발상의 전환이 어떻게 이뤄졌는지 대단하다.

C/C++은 static이 무척 의미가 다양한 키워드인데 이는 자바도 어느 정도 이어받고 있다.
그런데 자바에만 있는 키워드로 final이 있는데, 얘가 일종의 const 역할도 하고 비가상함수임도 나타내니 문법이 무척 기발하다.

끝으로, 자바에서 아쉬운 것을 꼽자면,

- 조건부 컴파일이 안 되고, 특정 코드를 #if 0 ... #end if 이렇게 간편하게 막아 버리는 방법이 없다. -_-
- C 스타일 %d, %s로 간편하게 스트링을 포맷하는 방법이 없나? (디버그 로그 찍을 때 필요)

- 나는 자바로 범용적인 swap 함수를 어떻게 만드는지 아직도 전혀 모른다.
int a=3, b=5; swap(a,b); 이렇게 할 수가 없나? (자바에는 템플릿도, 매크로 함수도 없으며, int는 무조건 call by value로 전달됨)

Posted by 사무엘

2010/01/11 10:11 2010/01/11 10:11
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  1. 남정현 2011/08/13 15:46 # M/D Reply Permalink

    성능과 편리성 사이의 관계는 패러다임을 완전히 뒤집어놓지 않는한 극복이 어려운 난제가 될거라 생각합니다. 뭐 예를 들면 정말 하드웨어 아키텍처가 엄청난 볼륨으로 업스케일이 되서 자바 정도의 고수준 언어를 회로 레벨에서 지원할 수 있게 된다던지 뭐 요딴 상황이 아니라면 어렵지 않을까 싶기도 하고 그러네요. (이상한 망상이었습니다. ㅋㅋ)

    1. 사무엘 2011/08/13 17:59 # M/D Permalink

      맞습니다.
      사실은 하드웨어 아키텍처가 그 복잡한 가상 메모리 메카니즘을 지원하고 보호 모드 운영체제를 돌려 주는 것부터가 신기하기 그지없습니다. 우리가 늘 다루는 이 PC... 실로 대단한 기계이죠. 여타 VM을 생각할 것 없이 네이티브만 해도 어딘가요.. ㅎㅎ

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