[Java] final 변수와 상수1

✅ final

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final 키워드는 이름 그대로 끝이라는 뜻이다.
변수에 final 키워드가 붙으면 더는 값을 변경할 수 없다.

✅ final - 지역 변수

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✏️ FinalLocalMain

package final1;

public class FinalLocalMain {

  public static void main(String[] args) {
    // final 지역 변수1
    final int data1;
    data1 = 10;  // 최초 한번만 할당 가능
    // data1 = 20;  // 컴파일 오류

    // final 지역 변수2
    final int data2 = 10;
    // data2 = 20;  // 컴파일 오류

    method(10);
  }

  // final 매개변수
  static void method(final int parameter) {
    // parameter = 20;  // 컴파일 오류
  }
}

• final을 지역 변수에 설정할 경우 최초 한번만 할당할 수 있다. 이후에 변수의 값을 변경하려면 컴파일 오류가 발생한다.
• final을 지역 변수 선언 시 바로 초기화한 경우 이미 값이 할당되었기 때문에 값을 할당할 수 없다.
• 매개변수에 final이 붙으면 메서드 내부에서 매개변수의 값을 변경할 수 없다. 따라서 메서드 호출 시점에 사용된 값이 끝까지 사용된다.

✅ final - 필드(멤버 변수)

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✏️ ConstructInit

package final1;

// final 필드 - 생성자 초기화
public class ConstructInit {

  final int value;  // 생성자를 통해서 초기화 가능

  public ConstructInit(int value) {
    this.value = value;
  }
}

• final을 필드에 사용할 경우 해당 필드는 생성자를 통해서 한번만 초기화 될 수 있다.

✏️ FieldInit

package final1;

// final 필드 - 필드 초기화
public class FieldInit {

  static final int CONST_VALUE = 10;
  final int value = 10;

}

• final 필드를 필드에서 초기화하면 이미 값이 설정되었기 때문에 생성자를 통해서도 초기화 할 수 없다.
  (value 필드를 참고하자.)
• 코드에서 보는 것 처럼 static 변수에도 final을 선언할 수 있다.

✏️ FinalFieldMain

package final1;

public class FinalFieldMain {

  public static void main(String[] args) {
    // final 필드 - 생성자 초기화
    System.out.println("생성자 초기화");
    ConstructInit constructInit1 = new ConstructInit(10);
    ConstructInit constructInit2 = new ConstructInit(10);
    System.out.println(constructInit1.value);
    System.out.println(constructInit2.value);

    // final 필드 - 필드 초기화
    System.out.println("필드 초기화");
    FieldInit fieldInit1 = new FieldInit();
    FieldInit fieldInit2 = new FieldInit();
    FieldInit fieldInit3 = new FieldInit();
    System.out.println(fieldInit1.value);
    System.out.println(fieldInit2.value);
    System.out.println(fieldInit3.value);

    // 상수
    System.out.println("상수");
    System.out.println(FieldInit.CONST_VALUE);
  }
}

🖥️ 실행 결과

ConstructInit과 같이 생성자를 사용해서 final 필드를 초기화 하는 경우, 각 인스턴스마다 final 필드에 다른 값을 할당할 수 있다. 물론 final을 사용했기 때문에 생성 이후에 이 값을 변경하는 것은 불가능하다.

⚙️ 실행 과정

• FieldInit과 같이 final 필드를 필드에서 초기화하는 경우, 모든 인스턴스가 같은 값을 가진다.
• FieldInit 인스턴스의 모든 value 값은 10이 된다.
  • 생성자 초기화와 다르게 필드 초기화는 필드의 코드에 해당 값이 미리 정해져있기 때문이다.
• 모든 인스턴스가 같은 값을 사용하기 때문에 결과적으로 메모리를 낭비하게 된다.
  (물론 JVM에 따라서 내부 최적화를 시도할 수 있다.) 또 메모리 낭비를 떠나서 같은 값이 계속 생성되는 것은 개발자가 보기에 명확한 중복이다. 이럴 때 사용하면 좋은 것이 바로 static 영역이다.

📚 static final

• FieldInit.MY_VALUE는 static 영역에 존재한다. 그리고 final 키워드를 사용해서 초기화 값이 변하지 않는다.
• static 영역은 단 하나만 존재하는 영역이다. MY_VALUE 변수는 JVM 상에서 하나만 존재하므로 앞서 설명한 중복과 메모리 비효율 문제를 모두 해결할 수 있다.

이런 이유로 final + 필드 초기화를 사용하는 경우 static을 붙여서 사용하는 것이 효과적이다.