요즘 자주 듣는 단어 중에 하나가 가상화(virtualization) 기술입니다. 보통 운영체제 위에 또 다른 운영체제를 설치할 수 있게 해주는 VMware나 Parallels Desktop 등 통해 익숙해졌으리라 생각합니다.

가상화는 생각보다 넓은 범주의 기술을 의미하는데, 크게 다음 3가지로 나눠 볼 수 있습니다.

1) 머신-수준 가상화(Machine-Level Virtualization) : 이 범주에 속하는 대표적인 프로그램이 VMware, Parallels Desktop, Virtual Box 등입니다.

2) 시스템-수준 가상화(System-Level Virtualization) : Paravirtualilzation이라고도 불리며 Xen이 대표적입니다.

3) 언어-수준 가상화(Language-Level Virtualization) : 프로그래밍 언어 수준의 가상 머신을 의미하며 JVM과 .NET이 대표적인 언어 수준 가상화입니다.


저는 언어 수준 가상화만 관심 가지고 보고 있었는데, 요즘은 조금 더 밑으로 내려가도 재미있는 이슈가 많은 것 같다는 생각이 듭니다.

JIT를 제공하는 Java Server VM이 정적으로 컴파일된 C/C++ 수준 혹은 그 이상의 성능을 보일 수 있는 중요한 이유 중에 하나는 런타임에 수집한 데이터를 가지고 컴파일을 최적화하기 때문입니다.

다음 코드를 예로 봅시다.


루프 안의 g 혹은 h 함수를 inline 할지 말지 결정하려면 cond이 true일 확률이 높은지 false인 확률이 높은지 알 수 있어야 합니다. 만약 cond가 거의 항상 true라면 g를 inline하고 h는 그냥 두어야 할 것입니다. 하지만 런타임 정보가 없는 C/C++ 컴파일러은 이런 최적화를 수행하기는 힘듭니다.

이런 한계 때문에 요즘은 일반적인 컴파일러들도 런타임 정보를 활용해 추가적인 최적화를 하기도 합니다. 일례로 인텔 컴파일러는 바이너리가 동적 프로파일링(dynamic profiling)을 수행하도록 한 번 컴파일한 후에, 이를 실행해 얻은 프로파일링 데이터를 바탕으로 다시 한 번 컴파일해 최적화된 코드를 생성할 수도 있습니다.