구글은 지난 I/O 2017 KeyNote에서 코틀린을 안드로이드 앱의 공식 개발 언어로 추가했다고 발표했다.

이후 점점 더 많은 개발자들이 코틀린을 사용하기 시작했고, (Goodbye Java 👋🏻)

현재 Stack Overflow 기준 2020년 개발자들에게 가장 사랑받은 언어 4위에 랭크되어 있다. (나도 열심히 배우고 쓰고 있다 🤯)

당당하게(?) 4위에 랭크된 코틀린

자바와 코틀린. 완전히 다르게 생긴 것 같은 두 언어가 어떻게 서로 100% 호환이 가능한 것일까?

(100% 호환이 가능하다는 것은 같은 프로젝트 안에 자바와 코틀린 파일이 바로 옆에 있다면 서로가 서로를 불러서 쓸 수 있다는 것이다.)

설명하기에 앞서 먼저 코틀린이 만들어지게 된 배경을 알고 넘어가면 좋을 듯 하다.

지금은 많은 개발자들이 코틀린을 사용하고 있지만, 코틀린은 원래 판매를 위해 만들어진 것은 아니었다.

코틀린을 만든 곳은 JetBrains 인데, IntelliJ IDEA 같은 IDE(Integrated Development Environment)를 만드는 회사로 유명하다.

(Android Studio도 IntelliJ를 기반으로 구글과 협력해 만들어짐)

원래 이 JetBrains 사의 제품들이 70% 이상 자바로 작성되어 있었는데,

자바를 사용한다는 것은 그만큼 쓸데없는 Boiler-plate 코드가 많아진다는 것이고, 시간이 갈수록 코드를 유지/보수하고 읽고 쓰기가 점점 더 어려워진다는 고질적인 문제가 있었다.

그래서 자바가 아닌 더 좋고 모던한 프로그래밍 언어로 바꾸고 싶었는데 그러기에는 이미 자바로 쓴 코드가 너무 많았고, 완전히 새로운 언어로 작성할 수는 없었다.

이런 상황에서 자바와 호환이 가능한 새로운 언어로 작성하면서, 동시에 이전 시스템을 관리할 수 있는 그런 언어가 필요했고, 그렇게 코틀린이 만들어지게 된 것이다. (자바가 어지간히 싫었나보다..)

1. Java와 Android

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자바와 코틀린의 호환성을 이해하기 위해서는 먼저 자바 프로그램의 특징을 알아야한다.

자바 프로그램의 실행 과정 (compiler + interpreter)

위 그림처럼 java code(.java)는 바로 기계어로 컴파일 되는 것이 아니라 먼저 byte code(.class)로 컴파일 된다. (Compilation)

그리고 이 byte code가 JVM(Java Virtual Machine)에 의해 의해 해석된다. (Interpretation)

애초에 구글은 안드로이드 앱 개발 언어로 자바를 선택했기 때문에 안드로이드는 이러한 자바의 특징을 그대로 가지고 있다.

하지만 모바일 기기 특성상 데스크탑에 비해 환경이 열악하기도 했고, 또 JVM의 라이센스 문제 등 여러가지 이유로 JVM이 아닌 모바일 환경에 최적화 된 가상머신 DVM(Dalvik Virtual Machine)을 가지고 출발하게 되었다. (물론 현재는 ART(Android Runtime)가 기본)

DVM & JVM

아무튼 여기서는 JVM이냐, DVM이냐가 중요한 것은 아니고 안드로이드가 이런 자바의 특징을 가지고 있다는 사실이 중요하다. (나중에 이 둘의 비교글도 올려봐야겠다.)

결국 이런 특징 때문에 코틀린 또한 안드로이드에서 사용할 수 있게 되었고, 어떻게 그것이 가능한지는 안드로이드의 빌드 프로세스를 살펴보면 알 수 있다.

2. Android Build Process

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먼저 안드로이드 개발자 공식 홈페이지에 나와있는 빌드 프로세스를 살펴보면 다음과 같다.

일반적인 Android 앱 모듈의 빌드 프로세스

1. 컴파일러는 소스 코드를 DEX(Dalvik Executable) 파일로 변환하고 그 외 모든 것은 컴파일된 리소스로 변환합니다. 이 DEX 파일에는 Android 기기에서 실행되는 바이트 코드가 포함됩니다.

2. APK Packager는 DEX 파일과 컴파일된 리소스를 단일 APK로 결합합니다. 그러나, 앱을 Android 기기에 설치하고 배포할 수 있으려면 먼저 APK에 서명해야 합니다.

3. APK Packager는 디버그 또는 출시 키 저장소를 사용하여 APK에 서명합니다.

   a. 디버그 버전의 앱(즉, 테스트 및 프로파일링 전용 앱)을 빌드 중인 경우에는 패키저가 디버그 키 저장소로 앱에 서명합니다. Android 스튜디오는 디버그 키 저장소로 새 프로젝트를 자동으로 구성합니다.

   b. 출시 버전의 앱(즉, 외부에 출시할 앱)을 빌드 중인 경우에는 패키저가 출시 키 저장소로 앱에 서명합니다. 출시 키 저장소를 생성하려면 Android 스튜디오의 앱 서명을 참조하세요.

4. 최종 APK를 생성하기 전에, 패키저는 앱이 기기에서 실행될 때 더 적은 메모리를 사용하도록 앱을 최적화하기 위해 zipalign 도구를 사용합니다.

여기서 빌드 프로세스의 첫 번째 단계가 코틀린이 자바와 100% 호환이 가능하다는 것을 보여주는 부분이다.

앞서 말한 것처럼 자바 코드(.java)는 컴파일러에 의해 바이트 코드(.class)로 변환되는데, 코틀린 코드(.kt) 또한 마찬가지이다.

안드로이드에서 소스 코드는(자바 파일이든 코틀린 파일이든) 컴파일러에 의해 우선 DEX 파일로 변환되는데, 이 DEX 파일은 바이트 코드(.class 파일)들을 포함하고 있다.

Java(.java) / Kotlin(.kt) -> Byte Code(.class) -> DEX File(s)(.dex)

결국 컴파일되는 부분 있어서 자바와 코틀린 모두 바이트 코드(.class)로 컴파일되기 때문에 서로 간에 100% 호환이 가능하게 되는 것이다.

그리고 DEX파일로 변환된 이후부터의 진행 과정은 모두 동일하기 때문에 따로 설명하지는 않겠다.

￭ 요약

1. Java code(.java)/Kotlin code(.kt) -> byte code(.class)로 컴파일 (= 상호 호환 가능)
2. .class파일들이 다시 DEX 파일로 변환
3. 이후 나머지 빌드 프로세스 동일

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처음에 코틀린이 자바를 대체할 수 있다고 해서 그게 어떻게 가능한가 의문을 가졌었는데,

코틀린이 만들어지게 된 배경이나 여러가지 것들을 찾아보다보니 궁금증을 해소할 수 있었다.

또 이걸 찾아보면서 안드로이드의 빌드 프로세스, JVM, DVM, ART, JIT, AOT 등등 다양한 것들 또한 다시 한 번 학습하게 된 것 같다.

역시 하나를 알려고 하면 꼬리를 물고 다른 것들도 알아야 하는 IT의 학습 환경…(?) 🤯

자바에 비해 확 줄어드는 코드의 양, 속도, 생산성 등 여러가지 면에서 더 좋은 성능을 보여주기 때문에 앞으로는 코틀린을 훨씬 많이 사용하게 될 것 같다. (구글에서도 자바보다는 코틀린을 확실히 밀고 있기도 하기에)

이제는 완전 대세 반열에 올라선 코틀린을 좀 더 깊이 있게 공부하고 제대로 사용해야겠다. 끝.

(* 틀린 부분이 있으면 댓글로 알려주세요.)

참고 :

https://insights.stackoverflow.com/survey/2020#technology-most-loved-dreaded-and-wanted-languages

https://dev.to/jay_tillu/why-jetbrains-create-kotlin-the-inside-story-of-kotlin-creation-1135

http://math.hws.edu/eck/cs124/javanotes6/c1/s3.html

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