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GraalVM을 활용한 Java 애플리케이션 성능 극대화

by 개발하는 명이나물 2025. 3. 18.

Java 애플리케이션의 성능 최적화는 많은 개발자에게 중요한 과제이다. 특히, 클라우드 네이티브 환경에서는 실행 속도와 메모리 사용량을 최적화하는 것이 필수적이다. GraalVM은 이러한 요구를 충족시키는 강력한 도구로, 기존 JVM보다 더 높은 성능을 제공하고, Native Image 기능을 통해 빠른 기동 시간을 가능하게 한다.

이번 글에서는 GraalVM의 주요 특징과 AOT 컴파일, Native Image 활용법을 살펴보고, 실전에서 어떻게 적용할 수 있는지 알아보자!

 

 

1. GraalVM이란 무엇인가?

GraalVM 개요

GraalVM은 Oracle에서 개발한 고성능 JVM 및 런타임 환경으로, 기존의 Java Virtual Machine(JVM)과 비교하여 더 높은 성능과 유연성을 제공한다. GraalVM의 주요 특징은 다음과 같다.

  • 고성능 JIT(Just-In-Time) 컴파일러: 기존 JVM의 C2 컴파일러를 대체하여 더 빠른 실행 속도를 제공한다.
  • AOT(Ahead-Of-Time) 컴파일: Java 애플리케이션을 네이티브 코드로 변환하여 실행 속도를 극대화한다.
  • 다중 언어 지원: Java뿐만 아니라 Python, JavaScript, Ruby 등의 언어도 실행할 수 있다.
  • Native Image: Java 애플리케이션을 실행 파일로 변환하여 경량화 및 실행 속도 향상을 실현한다.

GraalVM은 특히 서버 애플리케이션과 클라우드 네이티브 환경에서 큰 이점을 제공한다. 예를 들어, Spring Boot 애플리케이션을 GraalVM을 활용하여 빌드하면 메모리 사용량을 줄이고, 기동 시간을 단축할 수 있다.

 

 

GraalVM을 활용한 Java 애플리케이션 성능 극대화
GraalVM을 활용한 Java 애플리케이션 성능 극대화

2. AOT 컴파일과 Native Image 활용하기

AOT 컴파일이란?

AOT(Ahead-Of-Time) 컴파일은 Java 코드를 실행하기 전에 네이티브 머신 코드로 변환하는 방식이다. 일반적인 JVM의 JIT(Just-In-Time) 컴파일 방식과 비교하면 다음과 같은 장점이 있다.

  • 빠른 실행 속도: 런타임 중에 바이트코드를 네이티브 코드로 변환하는 과정이 필요하지 않아 빠르게 실행된다.
  • 낮은 메모리 사용량: 불필요한 JVM 요소를 제거하여 경량화가 가능하다.
  • 빠른 기동 시간: 서버 애플리케이션의 기동 속도를 대폭 줄일 수 있다.

Native Image 생성하기

GraalVM의 Native Image 도구를 사용하면 Java 애플리케이션을 독립 실행형 바이너리로 변환할 수 있다. 이를 통해 컨테이너 환경 및 서버리스 컴퓨팅에서 최적의 성능을 낼 수 있다.

1) GraalVM 설치

먼저, GraalVM을 다운로드하고 설치한다.

sdk install java 22.3.r17-grl
export JAVA_HOME="$(sdk home java 22.3.r17-grl)"

2) Native Image 빌드 도구 설치

gu install native-image

3) Java 애플리케이션을 Native Image로 변환

native-image -jar myapp.jar myapp-native

이제 myapp-native 파일을 실행하면 JVM 없이도 애플리케이션을 실행할 수 있다.

Native Image의 성능 비교

실행 방식 기동 시간 메모리 사용량
JVM 실행 1.2초 250MB
Native Image 0.1초 50MB

 

위 비교표에서 보듯이 Native Image를 사용하면 실행 속도와 메모리 사용량 면에서 큰 개선이 가능하다.

 

3. GraalVM을 활용한 실전 최적화

1) Spring Boot와 GraalVM

Spring Boot 애플리케이션은 GraalVM의 Native Image를 사용하면 가벼운 실행 파일로 변환할 수 있다. 이를 위해 spring-native 라이브러리를 활용할 수 있다.

Gradle 설정

plugins {
    id 'org.springframework.boot' version '2.7.0'
    id 'org.graalvm.buildtools.native' version '0.9.14'
}

Native Image 빌드

./gradlew nativeBuild

2) 서버리스 애플리케이션 최적화

AWS Lambda와 같은 서버리스 환경에서는 애플리케이션의 기동 시간이 성능에 큰 영향을 미친다. GraalVM을 활용하면 람다 함수의 초기 로딩 시간을 최소화할 수 있다.

3) 마이크로서비스 환경에서 활용

Quarkus, Micronaut 등의 프레임워크는 GraalVM과 Native Image를 적극 활용하여 경량화된 마이크로서비스를 제공한다. Kubernetes 및 Docker 환경에서 리소스를 절약하면서 성능을 극대화할 수 있다.

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