원문 : https://www.baeldung.com/java-initialization

자바에서 객체 생성 가이드

1. 개요

간단히 말해서 JVM에서 객체로 작업하려면 먼저 초기화해야 합니다.

다음 섹션에서는 기본 유형 및 개체를 초기화할 수 있는 다양한 방법을 살펴보겠습니다.

2. 선언 vs 초기화

같은 페이지에 있는지 확인하는 것으로 시작하겠습니다.

선언은 유형 및 이름과 함께 변수를 정의하는 프로세스입니다 .

여기에서 id 변수를 선언합니다.

int id;

반면 초기화는 값을 할당하는 것입니다. 예를 들어:

id = 1;

시연을 위해 name 및 id 속성 을 사용하여 User 클래스를 생성합니다.

public class User {
    private String name;
    private int id;
    
    // standard constructor, getters, setters,
}

다음으로 초기화하는 필드 유형에 따라 초기화가 다르게 작동하는 것을 볼 수 있습니다.

3. 객체 대 프리미티브

Java는 기본 유형과 참조 유형의 두 가지 유형의 데이터 표현을 제공합니다. 이 섹션에서는 초기화와 관련하여 둘 사이의 차이점에 대해 설명합니다.

Java에는 Java 기본 유형이라고 하는 8개의 내장 데이터 유형이 있습니다. 이 유형의 변수는 값을 직접 보유합니다.

참조 유형은 객체(클래스 인스턴스)에 대한 참조를 보유합니다. 변수가 할당된 메모리에 값을 보유하는 기본 유형과 달리 참조는 참조하는 객체의 값을 보유하지 않습니다.

대신 참조는 개체가 위치한 메모리 주소를 저장하여 개체를 가리킵니다.

Java는 실제 메모리 주소가 무엇인지 발견하는 것을 허용하지 않습니다. 오히려 참조를 사용하여 개체를 참조할 수 있습니다.

User 클래스 에서 참조 유형을 선언하고 초기화하는 예제를 살펴보겠습니다 .

@Test
public void whenIntializedWithNew_thenInstanceIsNotNull() {
    User user = new User();
 
    assertThat(user).isNotNull();
}

여기에서 볼 수 있듯이 새 사용자 개체 생성을 담당하는 new 키워드를 사용하여 새 항목에 참조를 할당할 수 있습니다

계속해서 객체 생성에 대해 자세히 알아보겠습니다.

5. 객체 생성

프리미티브와 달리 객체 생성은 조금 더 복잡합니다. 이는 단순히 필드에 값을 추가하는 것이 아니기 때문입니다. 대신 new 키워드를 사용하여 초기화를 트리거합니다. 이것은 그 대가로 생성자를 호출하고 메모리에서 개체를 초기화합니다.

생성자와 new 키워드에 대해 더 자세히 살펴보겠습니다.

new 키워드는 생성자를 통해 새 객체에 대한 메모리 할당을 담당합니다.

생성자는 일반적으로 생성된 객체의 주요 속성을 나타내는 인스턴스 변수를 초기화하는데 사용됩니다 .

생성자를 명시적으로 제공하지 않으면 컴파일러는 인수가 없고 객체에 대한 메모리만 할당하는 기본 생성자를 생성합니다.

클래스는 매개변수 목록이 다른 한( 오버로드 ) 많은 생성자를 가질 수 있습니다 . 동일한 클래스에서 다른 생성자를 호출하지 않는 모든 생성자는 명시적으로 작성되었거나 컴파일러가 super() 를 통해 삽입했는지 여부에 관계없이 상위 생성자를 호출합니다.

User 클래스 에 생성자를 추가해 보겠습니다.

public User(String name, int id) {
    this.name = name;
    this.id = id;
}

이제 생성자를 사용 하여 속성에 대한 초기 값이 있는 User 개체를 만들 수 있습니다.

User user = new User("Alice", 1);

6. 가변 범위

다음 섹션에서는 Java의 변수가 존재할 수 있는 다양한 유형의 범위와 이것이 초기화 프로세스에 미치는 영향을 살펴보겠습니다.

6.1. 인스턴스 및 클래스 변수

인스턴스 및 클래스 변수는 초기화할 필요가 없습니다. 이러한 변수를 선언하는 즉시 다음과 같은 기본값이 지정됩니다.

이제 일부 인스턴스 및 클래스 관련 변수를 정의하고 기본값이 있는지 여부를 테스트해 보겠습니다.

@Test
public void whenValuesAreNotInitialized_thenUserNameAndIdReturnDefault() {
    User user = new User();
 
    assertThat(user.getName()).isNull();
    assertThat(user.getId() == 0);
}

6.2. 지역 변수

지역 변수는 기본값이 없고 컴파일러에서 초기화되지 않은 값을 사용하도록 허용하지 않으므로 사용하기 전에 초기화해야 합니다.

예를 들어 다음 코드는 컴파일러 오류를 생성합니다.

public void print(){
    int i;
    System.out.println(i);
}

7. 최종 키워드

필드에 적용된 마지막 키워드 는 초기화 후 필드 값을 더 이상 변경할 수 없음을 의미합니다. 이런 식으로 Java에서 상수를 정의할 수 있습니다.

User 클래스 에 상수를 추가해 보겠습니다.

private static final int YEAR = 2000;

상수는 선언될 때나 생성자에서 초기화되어야 합니다.

8. 자바의 이니셜라이저

Java에서 이니셜라이저는 연관된 이름이나 데이터 유형 이 없고 메소드, 생성자 또는 다른 코드 블록 외부에 배치되는 코드 블록입니다.

Java는 정적 및 인스턴스 이니셜라이저의 두 가지 유형의 이니셜라이저를 제공합니다. 각각 어떻게 사용할 수 있는지 봅시다.

8.1. 인스턴스 이니셜라이저

이것을 사용하여 인스턴스 변수를 초기화할 수 있습니다.

시연하기 위해 User 클래스 의 인스턴스 이니셜라이저를 사용하여 사용자 ID 에 값을 제공하겠습니다.

{
    id = 0;
}

8.2. 정적 초기화 블록

정적 이니셜라이저 또는 정적 블록 - 정적 필드 를 초기화하는 데 사용되는 코드 블록입니다 . 즉, static 키워드로 표시된 간단한 이니셜라이저입니다 .

private static String forum;
static {
    forum = "Java";
}

9. 초기화 순서

물론 다른 유형의 필드를 초기화하는 코드를 작성할 때 초기화 순서를 주시해야 합니다.

Java에서 초기화 문의 순서는 다음과 같습니다.

• 정적 변수 및 정적 이니셜라이저 순서대로
• 인스턴스 변수 및 인스턴스 이니셜라이저 순서대로
• 생성자

class Man {
    public final static String NAME = "test"; // 1번째
    
    private String name = 1; // 2번째
    
    public Man() {
        this.name = 2; //3번쨰
    }
}

10. 객체 수명 주기

이제 객체를 선언하고 초기화하는 방법을 배웠으므로 객체가 사용되지 않을 때 어떻게 되는지 알아보겠습니다.

객체 파괴에 대해 걱정해야 하는 다른 언어와 달리 Java는 가비지 수집기를 통해 사용되지 않는 객체를 처리합니다.

Java의 모든 객체는 프로그램의 힙 메모리에 저장됩니다. 실제로 힙은 Java 애플리케이션에 할당된 사용되지 않은 메모리의 큰 풀을 나타냅니다.

반면에 가비지 수집기는 더 이상 도달할 수 없는 개체를 삭제 하여 자동 메모리 관리를 처리하는 Java 프로그램입니다.

Java 객체가 도달할 수 없게 되려면 다음 상황 중 하나가 발생해야 합니다.

• 개체에는 더 이상 개체를 가리키는 참조가 없습니다.
• 개체를 가리키는 모든 참조가 범위를 벗어났습니다.

결론적으로, 객체는 일반적으로 new 키워드를 사용하여 클래스에서 먼저 생성됩니다. 그러면 객체는 수명을 다하고 메서드와 필드에 대한 액세스를 제공합니다.

마지막으로 더 이상 필요하지 않으면 가비지 수집기가 이를 파괴합니다.

11. 객체 생성을 위한 기타 방법

이 섹션에서는 new 키워드 이외의 방법 으로 객체를 생성하고 이를 적용하는 방법, 특히 리플렉션, 복제 및 직렬화에 대해 간략하게 살펴보겠습니다.

리플렉션은 런타임에 클래스, 필드 및 메서드를 검사하는 데 사용할 수 있는 메커니즘입니다. 다음은 리플렉션을 사용하여 사용자 개체를 만드는 예입니다 .

@Test
public void whenInitializedWithReflection_thenInstanceIsNotNull() 
  throws Exception {
    User user = User.class.getConstructor(String.class, int.class)
      .newInstance("Alice", 2);
 
    assertThat(user).isNotNull();
}

이 경우 리플렉션을 사용하여 User 클래스의 생성자를 찾고 호출합니다.

다음 방법인 복제는 개체의 정확한 복사본을 만드는 방법입니다. 이를 위해 User 클래스는 Cloneable 인터페이스를 구현해야 합니다.

public class User implements Cloneable { //... }

이제 clone() 메서드를 사용하여 사용자 객체 와 동일한 속성 값을 갖는 새로운 clonedUser 객체를 생성할 수 있습니다.

@Test
public void whenCopiedWithClone_thenExactMatchIsCreated() 
  throws CloneNotSupportedException {
    User user = new User("Alice", 3);
    User clonedUser = (User) user.clone();
 
    assertThat(clonedUser).isEqualTo(user);
}

우리는 또한 생성자를 호출하지 않고 객체에 대한 메모리를 할당하기 위해 sun.misc.Unsafe 클래스를 사용할 수 있습니다:

User u = (User) unsafeInstance.allocateInstance(User.class);