[Java] Static 과 Final

📌 Static

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Java에서 Static 키워드를 사용한다는 것은 메모리에 한번 할당되어 프로그램이 종료될 때 해제되는 것을 의미

• GC가 관리 ❌
• 일반적으로 만든 Class는 Static 영역에 생성
• new 연산을 통해 생성한 객체는 Heap 영역에 생성

 

📖 GC

• Heap 영역의 메모리는 GC를 통해 수시로 관리받는다.
• 하지만 Static 키워드를 통해 Static 영역에 할당된 메모리는 객체가 공유하는 메모리라는 장점이 있지만 GC의 관리 영역 밖이다.

 

Static을 자주 사용하면 프로그램이 종료될 때까지 메모리가 할당된 상태로 존재한다.

• 자주 사용시 문제가 될 수 있다.

 

📌 Static 변수

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- Static 변수는 클래스 변수이다.

- 객체를 생성하지 않고도 Static 자원에 접근이 가능하다.

 

💡 Static 변수 - 메모리에 고정적으로 할당되며, 프로그램이 종료될 때 해제되는 변수

 

• 여러 객체가 해당 메모리를 공유
  • why❓ : static변수가 메모리에 한반 할당되기 때문에

 

예시

public class Person {
  // 100명의 Person 객체 생성시 같은 값을 갖는 메모리가 100개나 중복되어 생성
  private String name = "beomsic";

  // 여러 객체가 하나의 메모리를 참조해 메모리 효율이 높아진다.
  // final 키워드를 통해 변하지 않는 상수의 값으로 만든다.
  private static final String name = "beomsic";
}

• static은 상수의 값을 가지는 경우가 많다.
  • 일반적으로 static 변수는 public 및 final과 함께 사용
  • public static final

 

⚠️ 자바의 변수

• 자바에서 변수는 클래스 변수, 인스턴스 변수, 지역 변수가 있다.
• 종류를 결정짓는 요소 - ‘변수가 선언된 위치’

class test {
  int a; // 인스턴스 변수  
  static int b; // 클래스 변수

	void method() {
     int c; // 지역 변수 
  }
}

📖 인스턴스 변수

• 인스턴스가 생성될 때 생성 ( 생성 시마다 새로운 변수가 생성 )
• 인스턴스 변수의 값을 읽거나 저장하기 위해서는 인스턴스를 먼저 생성해야 한다.
• 인스턴스 별로 다른 값을 가질 수 있다.

📖 클래스 변수

• 인스턴스 변수에 static을 붙이면 된다.
• 클래스 변수는 인스턴스 변수와 달리 모든 인스턴스가 공통된 값을 공유한다.
• 클래스가 로딩될 때 생성된다.

📖 지역 변수

• 메서드 내에서 선언되어 메서드 내에서만 사용할 수 있는 변수이다.

 

📌 Static 메소드

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Static method는 객체의 생성 없이 호출이 가능하다.

• 객체에서 호출이 가능하지만 지양한다.

 

❗일반적으로 유틸리티 관련 함수들은 여러 번 사용된다 - static 메서드로 구현하는 것이 적합

• 대표적인 Util Class - java.util.Math

 

⚠️ 정적 메소드 사용 시 주의점

• 정적 메소드를 사용하기 위해 필요로 하는 인자는 모두 외부에서 주입해야 한다.
• 정적 메소드 안에는 클래스의 인스턴스 필드를 사용할 수 없다.
• static은 프로그램 시점에 메모리에 올라가기 때문
  • 그 시점에 객체의 인스턴스 필드가 초기화되지 않았다면 문제가 발생
  • 따라서, 정적 메소드 안에는 정적 변수만 사용할 수 있다.
  • static 메소드에서 접근하기 위한 변수는 반드시 static 변수..!

 

🆚 Static 장 / 단점

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장점

1. 고정 메모리
2. 접근 속도가 빠르다.(미리 메모리에 올라와 있기 때문)
3. Static 영역에 할당되어 모든 객체가 공유하여 하나의 멤버를 어디서든지 참조할 수 있다.

 

단점

1. 메모리 문제
   • 미리 메모리를 할당받기 때문에 무분별하게 static을 사용할 경우 메모리 낭비
2. 동시성 문제
   • thread-safe 하지 않다.
   • 모든 스레드에서 static 필드를 공유하기 때문

 

🧑🏻‍💻 예시

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public class TestClass {
  int count = 0;
  public TestClass() {
    this.count++;
    System.out.println(this.count);
  }
}

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    TestClass t1 = new TestClass();
    TestClass t2 = new TestClass();
  }
}

 

결과

1
1

• t1, t2 객체를 생성 시 생성자에서 각각 count 값을 1씩 증가해도 t1, t2의 count 변수는 서로 다른 메모리를 가리키고 있다.

 

 

Static 변수를 사용

public class TestClass {
  static int count = 0;
  public TestClass() {
    this.count++;
    System.out.println(this.count);
  }
}

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    TestClass t1 = new TestClass();
    TestClass t2 = new TestClass();
  }
}

결과

1
2

• static으로 count 변수를 설정했기 때문에 같은 메모리 주소를 바라본다.

 

📌 final

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💡 final 키워드는 ‘마지막의’ 또는 ‘변경될 수 없는’의 의미를 가지며 거의 모든 대상에 사용될 수 있다.
   -  변수, 메서드, 클래스

final 키워드는 어떤 곳에 사용되냐에 따라 다른 의미를 가진다.

 

 

변수

• 변수에 final을 부이면 이 변수는 수정할 수 없다는 의미 ⇒ 상수
• 수정될 수 없기 때문에 초기화 값은 필수이다.
• final로 변수가 선언되면 초기화 전에 사용할 시 컴파일 에러가 발생한다.

메서드

• 메서드에 final을 붙이면 override를 통해 재정의 될 수 없다.
• 상속받은 클래스에서 해당 메서드를 수정해서 사용하지 못하도록 할 수 있다.

클래스

• final 키워드를 클래스에 붙이면 상속 불가능 클래스가 된다.
• 클래스 설계 시 재정의 여부를 생각해서 재정의 불가능하게 사용하고 싶다면 final로 등록하는 게 유지보수 차원에서 좋다.

 

참고자료

https://mangkyu.tistory.com/47

https://velog.io/@kyunghwan1207/KDT백엔드스쿨2기-6.-static

https://resilient-923.tistory.com/398