Java 기초 <13. Java 18~현재 최신 트렌드 – Virtual Threads, GraalVM, CRaC>

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13. Java 18~현재 최신 트렌드 – Virtual Threads, GraalVM, CRaC

안녕하세요! 태마입니다.

Java 기초 강좌입니다.

 

강좌의 경우 

1. 주제 간단 정리

2. 상세 주제 정리

으로 이루어져 있습니다.

 

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포스팅 시작하겠습니다 :)

1. 주제 간단 정리

 

1. Java 18: Virtual Threads

Virtual Threads는 Java 18에서 도입된 경량 스레드로, 수천 개의 스레드를 동시에 실행할 수 있게 해주는 기술입니다.
✔ 스레드의 오버헤드가 적어 많은 수의 스레드를 동시에 처리할 수 있으며, 대규모 병렬 처리에 매우 유용합니다.
✔ Virtual Threads는 기존 **Thread**와 함께 사용할 수 있지만, 스케줄링을 JVM이 자동으로 관리합니다.

✅ Virtual Threads의 특징

• 경량 스레드 : 기존의 스레드보다 메모리와 CPU 리소스를 적게 사용
• 수천 개의 스레드를 처리 가능 : 웹 서버나 데이터베이스 서버 등에서 대규모 동시 처리 가능
• 동시성 프로그램 개발 : 복잡한 동시성 문제를 해결하기 위한 새로운 접근 방식

✅ Virtual Threads 예제

import java.util.concurrent.*;

public class VirtualThreadsExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
        
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("처리 중: " + Thread.currentThread());
            });
        }
        
        executor.shutdown();
    }
}

📌 **Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()**를 사용하여 경량 스레드를 생성하고 관리할 수 있습니다.
📌 Virtual Threads는 많은 수의 스레드를 효과적으로 관리할 수 있도록 해줌.

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2. GraalVM

GraalVM은 고성능의 다목적 가상 머신으로, Java뿐만 아니라 다양한 프로그래밍 언어를 지원합니다.
✔ Java, JavaScript, Ruby, R, Python, WebAssembly 등 여러 언어를 단일 VM에서 실행할 수 있습니다.
✔ 컴파일러 최적화를 통해 JVM 성능을 극대화하며, AOT(Ahead-of-Time) 컴파일을 지원하여 빠른 스타트업을 제공합니다.

✅ GraalVM의 특징

• 멀티 언어 지원 : 여러 언어를 하나의 VM에서 실행하여 상호운용성이 뛰어남
• JVM 성능 최적화 : JIT(Just-In-Time) 컴파일을 최적화하여 실행 성능을 극대화
• AOT 컴파일 : 프로그램을 미리 컴파일하여 빠른 실행 속도 제공
• Native Image : 애플리케이션을 네이티브 코드로 컴파일하여 스타트업 시간을 단축

✅ GraalVM 사용 예제

import org.graalvm.nativeimage.*;
import org.graalvm.nativeimage.hosted.*;

public class GraalVMExample {
    public static void main(String[] args) {
        // GraalVM의 Native Image로 애플리케이션을 컴파일하여 빠른 실행
        System.out.println("Hello from GraalVM!");
    }
}

📌 GraalVM은 AOT 컴파일을 통해 애플리케이션의 실행 속도를 크게 향상시키며, Java 외의 언어도 지원

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3. CRaC (Checkpoint Restore in Java)

CRaC는 Java에서 애플리케이션의 실행 상태를 체크포인트로 저장하고, 이후에 다시 시작할 수 있는 기능입니다.
✔ 애플리케이션의 실행 상태를 저장하여 빠르게 재시작할 수 있기 때문에, 클라우드 환경에서 효율적인 리소스 관리를 할 수 있습니다.
✔ CRaC는 복잡한 애플리케이션의 초기화 비용을 줄이고, 더 빠른 확장을 가능하게 합니다.

✅ CRaC의 특징

• 체크포인트 저장 : 애플리케이션의 실행 상태를 체크포인트로 저장하여 필요 시 빠르게 복원
• 빠른 재시작 : 초기화 과정 없이 이전 상태에서 바로 실행 가능
• 리소스 최적화 : 서버 리소스를 절약하고, 효율적인 클라우드 환경 구축
• 빠른 확장성 : 서버 인스턴스가 급증할 때 빠르게 애플리케이션을 시작

📌 CRaC를 활용하면 서버 시작 시간이 줄어들고, 클라우드 애플리케이션의 비용을 절감할 수 있음.

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2. 상세 주제 정리

 

1. Virtual Threads 활용 예제

Virtual Threads를 활용하여 대규모 동시성 프로그래밍을 구현하는 예제를 살펴봅니다.

✅ Virtual Threads로 웹 서버 구현

import java.util.concurrent.*;

public class VirtualThreadWebServer {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
        
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            executor.submit(() -> {
                // 각 클라이언트 요청을 처리하는 코드
                System.out.println("요청 처리 중: " + Thread.currentThread());
            });
        }

        executor.shutdown();
    }
}

📌 newVirtualThreadPerTaskExecutor()를 사용하여 수천 개의 경량 스레드를 효율적으로 관리할 수 있음.

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2. GraalVM을 활용한 성능 최적화

GraalVM을 사용하여 JVM 성능을 최적화하고 AOT 컴파일을 통해 빠른 애플리케이션 실행을 실현하는 예제입니다.

✅ GraalVM으로 네이티브 이미지 생성

# GraalVM의 Native Image 툴을 사용하여 애플리케이션을 네이티브 이미지로 변환
native-image -jar your-app.jar

📌 GraalVM의 네이티브 이미지를 사용하면 애플리케이션의 스타트업 시간을 단축시킬 수 있으며, 배포 시 크기가 작아집니다.

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3. CRaC를 활용한 클라우드 애플리케이션 최적화

CRaC를 활용하여 애플리케이션의 상태를 체크포인트로 저장하고 재시작하는 예제를 살펴봅니다.
✔ 클라우드 환경에서의 빠른 확장과 애플리케이션 재시작을 최적화할 수 있습니다.

✅ CRaC 사용 예제

import org.graalvm.crac.*;

public class CRaCExample {
    public static void main(String[] args) {
        Checkpoint checkpoint = new Checkpoint();
        checkpoint.save();  // 실행 상태를 체크포인트로 저장

        // 애플리케이션 실행
        System.out.println("애플리케이션 실행 중...");

        checkpoint.restore();  // 저장된 상태로 복원
        System.out.println("애플리케이션 상태 복원");
    }
}

📌 CRaC는 복잡한 애플리케이션의 초기화 시간을 줄여주며, 빠르게 애플리케이션을 복원할 수 있음.

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✅ 지금까지 Java 18 이후의 최신 트렌드에 대해 배웠어요!
👉 "이제 JVM 내부 구조와 GC 원리 등을 더 깊게 배우고 싶다면?"
✅ 다음 회차에서 JVM 구조와 GC 원리에 대해 다뤄봅시다!