GraalVM: 현대 클라우드 네이티브 개발의 성배

GraalVM은 현대 클라우드 네이티브 개발의 필수 도구로 떠오르고 있습니다. GraalVM은 주로 자바 애플리케이션의 성능을 극대화하고, 다양한 프로그래밍 언어를 통합하여 개발할 수 있도록 돕는 기술입니다. 이 글에서는 GraalVM의 발전 과정과 미래 전망을 살펴보면서, 왜 이 기술을 프로덕션 환경에 통합하는 것이 유리한지에 대해 깊이 있게 다뤄보겠습니다.

 

GraalVM: 현대 클라우드 네이티브 개발의 성배

 

GraalVM의 핵심 기능과 장점

GraalVM은 Java HotSpot VM을 기반으로 개발된 플랫폼으로, 자바 개발 키트(JDK), 고급 JIT(Just-In-Time) 컴파일러, AOT(Ahead-of-Time) 컴파일러, 그리고 프로젝트에 다양한 프로그래밍 언어를 추가할 수 있는 도구들을 포함하고 있습니다. 그 목적은 JVM 기반 애플리케이션의 성능을 가속화하고, 다중 언어 프로그래밍의 토대를 제공하는 것입니다.

1. 향상된 JIT 컴파일러: GraalVM의 JIT 컴파일러는 순수 자바로 작성되어, 전통적인 HotSpot C1/C2 컴파일러보다 애플리케이션 성능을 크게 향상시킵니다.
2. AOT 컴파일: AOT 컴파일(또는 Native Image)은 JVM 기반 애플리케이션을 거의 즉각적으로 시작할 수 있는 네이티브 이미지로 변환할 수 있습니다. 이는 자바 프로그램이 종종 겪는 '웜업' 문제를 제거하는 데 도움을 줍니다.
3. Truffle 프레임워크 및 Sulong: 이 기능들은 JavaScript, Python, C/C++와 같은 비-JVM 언어들을 애플리케이션에 통합할 수 있도록 해줍니다.
4. 네이티브 이미지의 메모리 최적화: GraalVM의 네이티브 이미지는 메모리 풋프린트를 최적화하고 즉각적인 시작을 가능하게 하여, 람다 함수와 같은 특정 사용 사례에서 매우 유용합니다.

 

최근 GraalVM의 발전

GraalVM은 지속적으로 발전하고 있으며, 2019년 첫 출시 이후 수많은 기능과 개선 사항들이 도입되었습니다. 특히 Native Image 기술과 언어 프레임워크에서 많은 변화가 있었으며, 최신 릴리스에서의 몇 가지 주요 개선 사항은 다음과 같습니다.

• Native Image의 통합: 이제 GraalVM에 기본적으로 포함되어 있어 별도로 설치할 필요가 없습니다.
• 확장된 플랫폼 지원: GraalVM은 현재 x64와 AArch64 아키텍처에서 Linux, macOS, Windows 운영체제를 지원하며, Docker 컨테이너 이미지를 통해 컨테이너 기반 개발도 지원합니다.
• 메모리 소비 개선: GraalVM 22.2.0 버전에서는 기본 바이너리 크기가 42% 감소하였으며, 2023년 6월 릴리스에서는 네이티브 이미지 빌드 프로세스의 메모리 풋프린트가 더욱 개선되었습니다.
• AWT와 Swing 툴킷 지원: GraalVM은 이제 GUI 애플리케이션 개발을 위한 AWT와 Swing 툴킷을 지원합니다.

 

GraalVM의 ParallelGC 통합

GraalVM은 현재 Community Edition에서 SerialGC와 EpsilonGC를 사용하고 있습니다. 그러나 Latency를 줄이기 위해 ParallelGC를 GraalVM CE에 도입하는 작업이 진행 중입니다. 이 새로운 수집기는 SerialGC 코드를 기반으로 하여 여러 스레드를 사용해 작업을 병렬화합니다. ParallelGC는 기본적으로 CPU 코어당 하나의 스레드를 사용하며, 이 스레드 수는 옵션을 통해 조절할 수 있습니다.

BellSoft 엔지니어들은 HyperAlloc 벤치마크를 사용하여 이 새로운 수집기의 성능을 측정했으며, 그 결과 GC 일시 중지 시간이 10-40% 감소하는 것을 확인했습니다. 현재 ParallelGC는 실험적인 기능으로 제공되며, 커뮤니티의 피드백과 성능 검증 후 GraalVM CE의 메인 브랜치에 통합될 예정입니다.

 

GraalVM CE와 Oracle GraalVM의 차이점 및 새로운 Oracle 라이선스

2023년 6월까지 GraalVM에는 두 가지 배포판이 있었습니다: OpenJDK 기반의 GraalVM Community Edition (CE)과 Oracle JDK 기반의 GraalVM Enterprise Edition (EE)입니다. 그러나 2023년, Oracle은 GraalVM의 라이선스 조건을 변경하였습니다. 새로운 GraalVM 배포판은 JDK 17 및 JDK 20에 대해 제공되며, Oracle GraalVM으로 명명되었습니다.

Oracle GraalVM은 GFTC(GraalVM Free Terms and Conditions) 라이선스 하에 배포되며, 이는 개인 및 상업적 용도로 무료로 사용할 수 있습니다. 반면, GraalVM CE는 여전히 오픈 소스로 제공되며 GPLv2 + Classpath Exception 라이선스 하에 배포됩니다.

Oracle GraalVM과 GraalVM CE는 대부분의 기능이 유사하지만 몇 가지 차이가 있습니다. 예를 들어, Oracle GraalVM 네이티브 이미지에는 G1 GC, 머신 러닝 기반 프로파일 추론, 프로파일 가이드 최적화 등이 포함되어 있지만, 이러한 기능들은 GraalVM CE에는 아직 통합되지 않았습니다.

 

GraalVM의 미래와 전망

GraalVM의 주요 개발 동향은 네이티브 이미지의 지속적인 개선과 JDK와의 통합, 즉 코드 베이스, 기능, API, 성장 전략의 조화를 목표로 합니다. 이를 위한 첫 단계로 2022년 Galahad 프로젝트가 도입되었으며, Java 관련 GraalVM 기술을 OpenJDK에 기여하는 것을 목표로 하고 있습니다.

이미 Twitter, Facebook, Alibaba 등과 같은 주요 기업들이 GraalVM을 프로덕션에서 사용하고 있으며, Spring Boot, Quarkus, Micronaut, Helidon과 같은 주요 자바 프레임워크에서도 원활하게 지원되고 있습니다. 이러한 업계 리더들의 관심은 GraalVM의 기술이 더욱 널리 채택될 가능성을 시사합니다.

 

결론

GraalVM은 현대 클라우드 네이티브 개발 환경에서 필수적인 도구로 자리 잡고 있습니다. 그 발전 속도와 지속적인 개선은 앞으로도 Java 애플리케이션의 성능을 향상시키고, 멀티 언어 프로그래밍 환경을 강화하는 데 기여할 것입니다. 앞으로 더 많은 기업들이 GraalVM을 채택하고, 이를 통해 성능과 효율성을 극대화할 것으로 기대됩니다. GraalVM을 통합하는 것은 미래 지향적인 선택이 될 것입니다.