기본기가 탄탄한 자바 개발자:모던 자바의 새로운 기능을 배우고 자바 전문가가 되는 법

JVM부터 성능, 동시성, 컨테이너화 등 고급 기술까지

자바는 엔터프라이즈 소프트웨어 엔지니어링의 핵심이다. 훌륭한 자바 개발자가 되기 위해선 기본기를 갖춰야 한다. 이 책은 자바 8 이후 자바 생태계와 릴리스 주기가 어떻게 변화했는지 살펴보며, 특히 자바 11 및 17에 추가된 새로운 기능을 설명한다. 자바 모듈 및 동시성 모델, 클래스 로딩과 같은 강력한 기능부터 성능 최적화와 바이트코드를 위한 고급 기술 그리고 테스트 중심 개발과 컨테이너 기반 배포와 같은 필수 최신 기술까지 알아본다. 코틀린 및 클로저 등 다른 JVM 언어까지 다뤄 자바 기술을 한층 더 업그레이드하고 탄탄한 기반을 다질 수 있도록 도와준다.

지은이·옮긴이 소개 xv
옮긴이 머리말 xvii
베타리더 후기 xviii
추천 서문(하인츠 카부츠) xx
시작하며 xxii
감사의 글 xxv
이 책에 대하여 xxviii
표지에 대하여 xxxii

PART I 버전 8에서 11 그리고 그 이후 1

CHAPTER 1 모던 자바 소개 3
1.1 언어와 플랫폼 4
1.2 새로운 자바 릴리스 모델 6
1.3 향상된 타입 추론(var 키워드) 10
1.4 언어 및 플랫폼 변경 15
1.5 자바 11에서의 작은 변경 사항 20
▶ 요약 30

CHAPTER 2 자바 모듈 31
2.1 배경 설명 32
2.2 기본적인 모듈 구문 41
2.3 모듈 로드하기 45
2.4 첫 모듈형 앱 빌드하기 48
2.5 모듈을 위한 아키텍처 55
2.6 모듈을 넘어서 64
▶ 요약 66

CHAPTER 3 자바 17 67
3.1 Text 블록 67
3.2 switch 표현식 69
3.3 record 73
3.4 sealed 타입 85
3.5 instanceof의 새로운 형식 91
3.6 패턴 매칭과 프리뷰 기능 92
▶ 요약 96

PART II 한 발 더 들어가기 97

CHAPTER 4 클래스 파일과 바이트코드 99
4.1 클래스 로딩과 클래스 객체 100
4.2 클래스로더 105
4.3 클래스 파일 살펴보기 117
4.4 바이트코드 123
4.5 리플렉션 138
▶ 요약 144

CHAPTER 5 자바 동시성 기초 145
5.1 동시성 이론 입문 146
5.2 디자인 콘셉트 151
5.3 블록 구조 동시성(자바 5 이전) 156
5.4 자바 메모리 모델 179
5.5 바이트코드로 동시성 이해하기 182
▶ 요약 205

CHAPTER 6 JDK 동시성 라이브러리 206
6.1 최신 동시 애플리케이션을 위한 빌딩 블록 206
6.2 아토믹 클래스 207
6.3 잠금 클래스 209
6.4 CountDownLatch 212
6.5 ConcurrentHashMap 214
6.6 CopyOnWriteArrayList 225
6.7 블로킹 큐 229
6.8 퓨처 239
6.9 작업과 실행 243
▶ 요약 251

CHAPTER 7 자바 성능 이해하기 252
7.1 몇 가지 성능 용어의 기본 정의 255
7.2 성능 분석에 대한 실용적인 접근 방식 258
7.3 무엇이 문제인지 왜 신경 써야 하는가? 265
7.4 자바 성능 튜닝은 왜 어려운가? 269
7.5 가비지 컬렉션 274
7.6 핫스폿에서의 JIT 컴파일 284
7.7 JDK Flight Recorder 291
▶ 요약 298

PART III JVM에서 자바 외의 언어 299

CHAPTER 8 다른 JVM 언어 301
8.1 언어 분류학 302
8.2 JVM에서의 다중 언어 프로그래밍 307
8.3 프로젝트에 비자바 언어를 선택하는 방법 314
8.4 JVM이 다른 언어를 지원하는 방법 318
▶ 요약 322

CHAPTER 9 코틀린 323
9.1 코틀린을 사용하는 이유 324
9.2 편의성과 간결성 325
9.3 클래스와 객체에 대한 다른 시각 337
9.4 안전성 345
9.5 동시성 349
9.6 자바와의 상호 운용성 353
▶ 요약 358

CHAPTER 10 클로저: 프로그래밍에 대한 다른 관점 359
10.1 클로저 소개 360
10.2 클로저 찾아보기: 구문 및 의미론 370
10.3 함수형 프로그래밍과 closure 388
10.4 클로저 시퀀스 소개 390
10.5 클로저와 자바 간의 상호 운용성 397
10.6 매크로 403
▶ 요약 410

PART IV 빌드와 디플로이먼트 411

CHAPTER 11 그래들과 메이븐을 사용한 빌드 413
11.1 기본기가 탄탄한 개발자에게 빌드 도구가 왜 중요한가 413
11.2 메이븐 419
11.3 그래들 450
▶ 요약 481

CHAPTER 12 컨테이너에서 자바 실행하기 482
12.1 기본기가 튼튼한 개발자에게 컨테이너가 중요한 이유 483
12.2 도커 기본 487
12.3 도커로 자바 애플리케이션 개발하기 494
12.4 쿠버네티스 510
12.5 관측 가능성과 성능 519
▶ 요약 524

CHAPTER 13 테스트 기본 525
13.1 테스트하는 이유 526
13.2 테스트 방법 526
13.3 테스트 주도 개발 530
13.4 테스트 더블 539
13.5 Junit 4에서 5로 552
▶ 요약 559

CHAPTER 14 Junit을 넘어선 테스트 560
14.1 테스트컨테이너를 이용한 통합 테스트 560
14.2 Spek과 코틀린을 사용한 명세 스타일 테스팅 572
14.3 클로저를 사용한 속성 기반 테스트 579
▶ 요약 594

PART V 자바의 새 영역 595

CHAPTER 15 고급 함수 프로그래밍 597
15.1 함수형 프로그래밍 개념 소개 598
15.2 자바의 함수형 프로그래밍 언어로서의 한계 603
15.3 코틀린 함수형 프로그래밍 619
15.4 클로저 함수형 프로그래밍 637
▶ 요약 644

CHAPTER 16 고급 동시성 프로그래밍 645
16.1 Fork/Join 프레임워크 646
16.2 동시성과 함수형 프로그래밍 653
16.3 코틀린 코루틴의 내면 들여다보기 660
16.4 클로저 동시성 669
▶ 요약 685

CHAPTER 17 최신 내부 구조 686
17.1 JVM 내부 구조 소개: 메서드 호출 687
17.2 리플렉션 내부 694
17.3 메서드 핸들 700
17.4 Invokedynamic 707
17.5 내부의 작은 변화들 713
17.6 Unsafe 721
17.7 지원되는 API로 Unsafe 대체하기 726
▶ 요약 731

CHAPTER 18 앞으로의 자바 732
18.1 프로젝트 앰버 733
18.2 프로젝트 파나마 735
18.3 프로젝트 룸 743
18.4 프로젝트 발할라 753
18.5 자바 18 762
▶ 요약 763

APPENDIX A 자바 선택하기 765
A.1 자바는 여전히 무료다 765
A.2 자바 SE 8 유지 766
A.3 자바 SE 11 받기 766
A.4 자바 SE 17(장기 지원 버전) 받기 767
A.5 유료 지원 768

APPENDIX B 자바 8에서의 스트림에 대한 요약 769
B.1 하위 호환성 769
B.2 디폴트 메서드 770
B.3 스트림 772
B.4 컬렉션의 한계 776
B.5 무한 스트림 776
B.6 원시 타입 다루기 777
B.7 병렬 연산? 779

찾아보기 781

JMOD 형식은 기존 JAR 형식과 다소 유사하지만, 자바 8에서처럼 별도의 공유 객체 파일을 제공하지 않고, 네이티브 코드를 단일 파일의 일부로 포함할 수 있도록 수정됐다. 메이븐에 모듈을 게시하는 등 대부분의 개발자의 경우, 자체 모듈을 JMOD보다는 모듈식 JAR로 패키징하는 것이 더 좋다. / JIMAGE 형식은 자바 런타임 이미지를 나타내는 데 사용된다. 자바 8 이전까지는 두 가지 런타임 이미지(JDK와 자바 실행 환경(Java Runtime Environment, JRE))만 존재했지만, 이는 대부분 역사적 우연이었다. 오라클은 완전한 모듈화를 향한 디딤돌로 자바 8(및 콤팩트 프로파일)과 함께 Server JRE를 도입했다. 이 이미지는 기본적으로 서버 측 애플리케이션의 요구 사항에 맞춰 더 작은 공간을 차지하기 위해 일부 기능(예: GUI 프레임워크)을 제거했다. --- p.34 자바 11에서 다양한 주문을 모델링하고 싶다고 가정해보겠다. 이 경우 두 가지 대안 중 하나를 선택해야 한다. 첫째, 실제 타입을 보유하는 상태 필드를 가진 단일 구현 클래스(또는 레코드)인 FXOrder를 선택할 수 있다. 이 패턴은 상태 필드가 열거형이고 이 객체가 실제로 어떤 타입을 의미하는지를 나타내는 정보를 제공함으로써 작동한다. 이 패턴은 필드가 가질 수 있는 모든 타입의 경우를 애플리케이션 프로그래머가 일일이 체크하고 추적해야 하므로 차선책이 될 수 있다. 또는 기본 추상 클래스인 BaseOrder를 선언하고 이를 서브클래싱해서 구체적인 타입인 MarketOrder와 LimitOrder를 가지도록 할 수 있다. --- p.86 많은 오퍼레이션 코드에는 여기저기서 몇 바이트를 절약하기 위한 바로 가기 형식shortcut form이 있다. 일반적인 패턴은 특정 로컬 변수가 다른 변수보다 훨씬 더 자주 액세스되므로 로컬 변수를 인수로 지정하는 대신 ‘로컬 변수에 직접 일반 연산을 수행’하라는 것을 의미하는 특수한 오퍼레이션 코드를 사용하는 것이 합리적이다. 예를 들어 load/store 패밀리 내에서 aload_0, dstore_2와 같은 오퍼레이션 코드는 동등한 바이트 시퀀스인 aload 00 또는 dstore 02보다 1바이트 더 짧다. --- p.138 FutureTask 클래스는 흔히 사용되는 Future 인터페이스의 구현 중 하나이며, Runnable도 구현한다. 이는 FutureTask를 실행자에게 전달할 수 있다는 것을 의미한다. FutureTask의 API는 기본적으로 Future와 Runnable이 결합된 형태다. get(), cancel(), isDone(), isCancelled(), run()과 같은 메서드가 있다. 그러나 실제 작업을 수행하는 마지막 메서드는 클라이언트 코드가 직접 호출하는 것이 아니라 실행자에 의해 호출된다. / FutureTask에는 편리한 생성자 두 가지가 제공된다. 하나는 Callable을 사용하고, 다른 하나는 Runnable을 사용한다(이 경우에는 Executors.callable()을 사용하여 Runnable을 Callable로 변환한다). 이는 작업을 유연하게 처리할 수 있는 방법을 제공하며, 작업을 Callable로 작성한 다음 Runnable 형태인 FutureTask로 래핑해서 실행자에게 실행을 예약하고 필요한 경우 취소할 수 있다. --- p.245 컨테이너는 배포를 위한 더욱 일관된 패키징의 세계를 열었다. 예전에는 애플리케이션의 바이트들을 배포 환경에 복사하는 방법, 운영체제 의존성을 관리하는 방법, 심지어 프로세스 시작을 관리하는 방법까지 모두 제각각이었다. 컨테이너는 이 모든 것에 대한 해답을 제공하므로 엄청난 양의 도구와 사용자 정의 스크립트가 필요하지 않다. 또한 배포 환경과 컨테이너의 콘텐츠 사이에 단열 기능을 제공한다. 컨테이너 엔진은 컨테이너 내부를 어떻게 배치할지 신경 쓸 필요 없이 요청이 있을 때 스스로 시작하는 방법만 알면 된다. 컨테이너 이미지의 패키징은 시스템 계층에 대해 선언적이고, 소스 컨트롤된 설명을 사용한 서비스형 인프라스트럭처(infrastructure as a service, IaaS)의 중요한 예다. 과거에는 주의 깊은 명령형 구성이 필요했던 것과 달리 현재는 더욱 간편하게 이뤄진다. --- p.486 하스켈과 같은 많은 함수형 언어는 지연 평가에 크게 의존한다. 코틀린은 JVM 언어로, 핵심 실행 모델에서 지연 평가를 중심으로 두지 않는다. 그러나 Lazy 인터페이스를 통해 필요한 곳에 지연을 위한 최상의 지원을 제공한다. 이것은 처리를 지연시키거나 아예 건너뛰려고 할 때, 표준 구조를 제공한다. / 일반적으로 Lazy를 직접 구현하지 않고 lazy() 함수를 사용해서 인스턴스를 생성한다. 가장 간단한 형태로 lazy()는 람다를 취하며 해당 람다의 반환 타입이 반환된 인터페이스 T의 타입을 결정한다. 람다는 value가 명시적으로 요청할 때까지 실행되지 않는다. 또한 다음과 같이 이미 값을 계산했는지 확인할 수도 있다.

더 나은 자바 개발자가 되는 법

자바는 많은 개발자에게 이미 익숙한 언어다. 1995년 썬 마이크로시스템즈에서 개발해 무려 30여 년 동안 사랑받아왔으며, 자바 21까지 출시됐다. 익숙하면 초심을 잊기 마련이다. 지금보다 더 나은 개발자가 되고 싶다면 기본기를 갖춰야 한다. 기본기가 탄탄할수록 변화하는 기술 환경에 잘 적응해 활용하는 개발자가 될 수 있다. 자바에 대한 기본기를 탄탄하게 갖추고 싶고, 6개월이라는 빠른 릴리스 주기와 자바 21이 출시됐음에도 여전히 자바 8을 사용한다는 이유로 새로운 자바를 배우는 것이 쉽지 않았다면 바로 이 책을 선택하자.

2012년 《The Well-Grounded Java Developer》의 2판으로, 10여 년 동안 변화해온 자바에 대한 모든 것을 담았다. 자바 7에서 자바 8과 11이 대세로 자리 잡았고, 스칼라는 매우 강력한 JVM 언어가 됐다. 이 책은 흐름에 맞춰 자바 8부터 17까지의 주요 기능과 변화를 체계적으로 설명한다. 람다 표현식, 스트림 API, 모듈 시스템, Text 블록 등 최신 기능들을 실제 코드에 어떻게 적용할 수 있는지를 보여주고, JVM 언어를 폭넓게 탐구한다.

총 5부로 구성됐다. 1부에서는 버전 8부터 11까지를 자세히 살펴본다. 자바 17로 업그레이드하는 방법과 함께 자바 11에 포함된 편의성 향상에 대한 내용으로 시작해 자바 8 이후 자바 생태계와 릴리스 주기가 어떻게 변화했는지 알아본다. 특히 완전 모듈 시스템 추가에 대해 자세히 알 수 있어 애플리케이션과 라이브러리에서 활용하는 방법을 알게 될 것이다.

2부에서는 JVM이 실제로 어떻게 작동하는지 살펴본다. 자바 개발자는 자바의 동시성 기능에 대해 잘 알고 있어야 하는데, 2부에서 최신 프로세서를 최대한 활용하는 방법을 알려준다. 또한, 성능에 영향을 미치는 JVM의 두 가지 주요 부분인 가비지 컬렉션과 JIT 컴파일러에 대해 집중적으로 다룬다. 3부에서는 JVM에서의 다중 언어 프로그래밍을 다룬다. 함수형 프로그래밍은 자바가 표현한 전형적인 객체지향적 시각에 대한 대안으로 계속해서 주목받고 있는데, 이를 알아보기 위해 코틀린과 클로저를 살펴본다.

4부에서는 자바 애플리케이션을 빌드, 테스트, 배포하기 위한 도구를 효과적으로 사용하는 방법에 대해 설명한다. 가장 널리 사용되는 두 가지 자바 빌드 도구인 메이븐과 그래들을 살펴보고, 자바 애플리케이션 환경을 컨테이너에 통합하는 구체적인 방법, 다양한 테스트 접근 방식과 각각의 장단점에 대해 탐구한다. 5부에서는 지금까지의 학습을 기반으로 함수형 프로그래밍, 동시성, 플랫폼 내부에 대해 더 깊게 살펴본다. 부록에서는 자바를 선택하는 방법과 자바 8 스트림과 관련된 함수형 프로그래밍을 간략하게 알아본다.

이 책을 통해 새로운 자바 기능을 발견하고, 테스트 중심 개발 및 컨테이너 기반 배포와 같은 필수적인 최신 소프트웨어 기술에 익숙해지는 것은 물론 JVM에서의 비자바 언어를 학습할 수 있다. 기본기가 탄탄한 자바 개발자를 넘어 훌륭한 자바 개발자로 성장하는 데 훌륭한 길잡이가 될 것이다.

주요 내용

ㆍ 자바 11 및 17의 새로운 기능
ㆍ 컨테이너에서 JVM 실행하는 법
ㆍ JDK 동시성 라이브러리 사용법
ㆍ 코틀린 및 클로저 등 다른 JVM 언어의 중요성
ㆍ 메이븐과 그래들로 CI/CD를 극대화하는 방법
ㆍ 동시성과 함수형 프로그래밍 사이의 상호작용