GraalVM 소개
2020-05-10
로그프레소 빅데이터 플랫폼은 복잡한 사용자 분석 기능 확장을 지원하기 위하여 2014년 이래 그루비, 자바스크립트 엔진을 내장하여 지원하고 있습니다. 지금까지는 자바스크립트를 구동하는데 Nashorn 엔진을 사용했는데요. 자바 11이 출시되면서 Nashorn은 제거 예정 상태로 변경되었고 GraalVM으로 대체를 권고하고 있습니다. 이번 글에서는 GraalVM에 대한 전반적인 개요를 소개합니다.
GraalVM 개발 배경
GraalVM은 2005년에 썬 마이크로시스템즈에서 Maxine 가상머신 프로젝트로 시작되었습니다. 자바 가상머신(JVM)은 C++ 언어로 구현되어 있는데, 이 프로젝트의 목표는 자바 가상머신 전체를 자바 언어로 다시 작성하는 것이었습니다. 그러나 모든 코드를 한 번에 다 갈아엎는다는 것이 현실적으로 매우 달성하기 어렵기 때문에, 기존 핫스팟 런타임을 최대한 재사용하면서 플러그인으로 JIT 컴파일러를 끼워넣는 방향으로 선회하여 오늘에 이르렀습니다.
GraalVM 구성
GraalVM JIT 컴파일러는 자바 9 버전에 추가된 JVMCI (JVM 컴파일러 인터페이스)를 이용하여 기존 핫스팟 런타임에 플러그인 되는 구조로 동작합니다. 자바나 스칼라 같은 JVM 기반 언어는 GraalVM JIT 컴파일러의 최적화를 통해 성능 향상을 기대할 수 있습니다. 그 위에 Truffle 프레임워크가 올라가는데, 이는 자바스크립트, R, 파이썬, 루비 등 JVM 기반이 아닌 기존 언어의 새로운 구현을 지원합니다.
GraalVM 활용 분야
- 기존 자바 응용 프로그램의 성능 향상
- 트위터의 경우 GraalVM을 적용해서 기존 Scala 코드에 대해 약 20%의 성능 향상 달성
- 다양한 언어 확장
- 자바 코드에서 자바스크립트, R, 파이썬, LLVM IR, 웹 어셈블리 실행 가능
- 각 언어별 라이브러리 활용 가능 (예: R이나 파이썬에서 데이터 분석 후 자바스크립트로 출력)
- 고성능이 필요한 모듈을 C/C++로 구현
- 호스트 접근 필터링 기능으로 스크립트 실행 시 보안성 향상
- 네이티브 이미지 생성
- AOT 컴파일을 통해 부팅 시간 단축, 이미지 크기 최소화
- 특히 최근의 컨테이너 기반 마이크로서비스 아키텍처에 활용성 높음
- 기존 언어의 대량 메모리 사용 지원
- 자바 가상머신은 수십 년간 GC를 개선하여 테라바이트 단위의 힙 메모리까지 지원 가능
- GraalVM 기반으로 구현된 기존 언어는 대량 메모리 사용 시나리오도 지원할 수 있음
GraalVM 구동 방법
OpenJDK 11 버전 이상을 사용하고 있다면 아래와 같이 부팅 스위치를 추가하여 GraalVM JIT을 활성화 할 수 있습니다. 아래 구성은 Graal JIT만 사용하는 최소 구성입니다:
-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+EnableJVMCI --module-path=graalvm --upgrade-module-path=graalvm/compiler.jar
아래 3개의 파일이 graalvm 위치에 있어야 합니다. (20.0.0 버전 기준으로 약 21MB)
시스템 프로퍼티에 아래 속성들이 추가되면 정상적으로 GraalVM이 핫스팟 런타임에 플러그인 된 것입니다.
jdk.internal.vm.ci.enabled=true
jdk.module.path=graalvm
jdk.module.upgrade.path=graalvm/compiler.jar
다음 글에서는 자바스크립트, 파이썬 코드를 실제 구동하는 방법에 대해 알아보겠습니다.