Object Class

이주오·2021년 8월 5일

Java

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Object 클래스

모든 클래스의 최고 조상이기 때문에 Object 클래스의 멤버들은 모든 클래스에서 바로 사용 가능
멤버변수는 없고 오직 11개의 메서드만 가지고 있다.
- 모든 클래스의 조상인 Object 클래스의 메서드들은 대부분 네이티브 메서드이다.

Native Method란

네이티브 메서드는 JVM이 설치된 OS의 메서드를 말한다.
네이티브 메서드는 보통 C언어로 작성되어 있는데, 자바에서는 메서드의 선언부만 정의하고 구현은 하지 않는다.
Java Method와 Native Function을 Mapping하는 역활은 JNI(java native interface)가 한다.

주요 메서드

protected Object clone() : 객체 자신의 복사본을 반환한다.
public boolean equals(Object obj) :객체 자신과 객체 obj가 같은 객체인지 알려준다.
protected void finalize() : 객체가 소멸될 때 가비지 컬렉터에 의해 자동적으로 호출된다.
- 이 때 수행되어야하는 코드가 있을 때 오버라이딩 한다.
- finalize 예측이 불가능하고, 위험하며 대부분 불필요하다
- Deprecated
public Class getClass() : 객체 자신의 클래스 정보를 담고 있는 Class 인스턴스를 반환한다.
public int hashCode() : 객체 자신의 해시코드를 반환한다.
public String toString() : 객체 자신의 정보를 문자열로 반환한다.
public void notify() : 객체 자신을 사용하려고 기다리는 쓰레드를 하나만 깨운다.
public void notifyAll() : 객체 자신을 사용하려고 기다리는 모든 쓰레드를 깨운다.
public void wait(), wait(long timeout), wait(long timeout, int nanos)
- 다른 쓰레드가 notify()나 notifyAll()을 호출할 때까지 현재 쓰레드를 무한히 또는 지정된 시간(timeout, nanos)동안 기다리게 한다.
- timeout: 천 분의 1초, nanos는 10^9분의 1초

Clone()

자신을 복제하여 새로운 인스턴스를 생성하는 일을 한다
clone() 사용법
- 복제할 클래스가 Cloneable 인터페이스를 구현한 클래스에서만 clone() 호출 가능
- 그리고 접근제어자를 protected에서 public으로 변경
- 마지막으로 조상클래스의 clone()을 호출하는 코드가 포함된 try - catch문 작성

      class Poketmon implements Cloneable {
          String name;

          Poketmon(String name) {
              this.name = name;
          }

          @Override
          public Object clone() {
              Object obj = null;
              try {
                  obj = super.clone();  // clone()은 반드시 예외처리를 해주어야 한다.
              } catch(CloneNotSupportedException e) {}
              return obj;
          }
      }

      class CloneEx {
          public static void main(String[] args){
              Poketmon original = new Poketmon(3, 5);
              Poketmon copy = (Poketmon)original.clone(); // 복제(clone)해서 새로운 객체를 생성
              System.out.println(original);
              System.out.println(copy);
          }
      }

    Poketmon{name='메타몽'}
    Poketmon{name='메타몽'}

하지만 clone()은 재정의하지 않는게 좋다고 한다.
- copy constructor 또는 copy factory 사용을 권장한다.

공변 반환타입(covariant return type)

jdk 1.5부터 추가된 기능
오버라이딩할 때 조상 메서드의 반환타입을 자손 클래스의 타입으로 변경을 허용하는 것
이처럼 조상의 타입이 아닌, 실제로 반환되는 자손 객체의 타입으로 반환할 수 있어서 번거로운 형변환이 줄어드는 장점이 존재.

    @Override
    public Poketmon clone() {
    		Object obj = null;
    		try {
    			obj = super.clone();
    		} catch(CloneNotSupportedException e) {}
    		return obj;
    }

    // Poketmon copy = (Poketmon)original.clone();
    Poketmon copy = original.clone();

얕은 복사와 깊은 복사

clone()은 단순히 객체에 저장된 값을 그대로 복제할 뿐, 객체가 참조하고 있는 객체까지 복제하지는 않는다.
기본형 배열인 경우에는 아무런 문제가 없지만, 객체배열을 clone()으로 복제하는 경우에는 원본과 복제본이 같은 객체를 공유하므로 완전한 복제라고 보기 어렵다.
- 이러한 복제를 얕은 복사라고 한다, shallow copy
- 얕은 복사는 원본을 변경하면 복사본도 영향을 받는다.
반면에 원본이 참조하고 있는 객체까지 복제하는 것을 깊은 복사, deep copy
- 깊은 복사에서는 원본과 복사본이 서로 다른 객체를 참조하기 때문에 원본의 변경이 복사본에 영향을 미치지 않는다.

getClass()

자신이 속한 클래스의 Class 객체를 반환하는 메서드
Class 객체는 이름이 'Class'인 클래스 객체이다.
다음과 같이 정의

    public final class Class implements ... { ... }

클래스 객체는 클래스의 모든 정보를 담고 있으며, 클래스 당 1개만 존재
클래스 파일이 '클래스 로더(ClassLoader)'에 의해 메모리에 올라갈 때, 자동으로 생성
- 먼저 기존에 생성된 클래스 객체가 메모리에 존재하는지 확인하고
- 있으면 클래스 객체의 참조를 반환
- 없으면 클래스 패스에 지정된 경로를 따라서 클래스 파일을 찾는다.
  - 못찾으면 ClassNotFoundException 발생
  - 찾으면 해당 클래스 파일을 읽어서 Class 객체로 변환
즉 파일 형태로 저장되어 있는 클래스를 읽어서 Class 클래스에 정의된 형식으로 변환하는 것
따라서 클래스 파일을 읽어서 사용하기 편한 형태로 저장해 놓은 것이 클래스 객체이다.

Class 객체를 얻는 방법

클래스의 정보가 필요할 때, 먼저 Class 객체에 대한 참조를 얻어 와야 하는데, 해당 Class 객체에 대한 참조를 얻는 방법으로 여러 가지가 있다.

    // case1: 생성된 객체로부터 얻는 방법
    Class cObj = new Poketmon().getClass(); 

    // case2: 클래스 리터럴(*.class)로 부터 얻는 방법
    Class cObj = Poketmon.class;
     
    // case3: 클래스 이름으로 부터 얻는 방법
    // 특히 클래스 파일, 예를 들어 데이터베이스 드라이버를 메모리에 올릴 때 주로 사용
    Class cObj = Class.forName("Poketmon");

클래스 객체를 이용하면 클래스에 정의된 멤버의 이름이나 개수 등, 클래스에 대한 모든 정보를 얻을 수 있기 때문에 Class 객체를 통해서 객체를 생성하고 메서드를 호출하는 등 보다 동적인 코드 작성 가능

    Poketmon p = new Poketmon();                  // new 연산자를 이용한 객체 생성
    Poketmon p = Poketmon.class.newInstance();    // Class객체를 이용한 객체 생성

toString()

목적 : 인스턴스에 대한 정보를 문자열로 제공하기 위해

일반적으로, toString 메소드는 this 객체를 "텍스트로 표현"한 문자열을 리턴합니다. 결과는 간결하면서도 충분한 정보를 담고 있어야 하며, 사람이 읽기 쉬운 형태여야 합니다.
대부분의 경우 인스턴스 변수에 저장된 값들을 문자열로 표현
Object class의 toString()

    public String toString() {
    	return getClass().getName()+"@"+Integer.toHexString(hashCode());
    }

가능하다면 toString 메소드는 객체 내의 중요 정보를 전부 담아 반환해야 한다.
toString이 반환하는 문자열의 형식을 명시하건 그렇지 않건 간에, 어떤 의도인지는 문서에 분명하게 남겨야 한다.
toString이 반환하는 문자열에 포함되는 정보들은 전부 프로그래밍을 통해서 가져올 수 있도록 하라.
- toString 반환값을 파싱해서 쓰는 일이 없도록 한다. toString 구현이 바뀌면 그런 코드는 다 못 쓰게 된다

equals(Object obj)

목적 : 물리적으로 다른 메모리에 위치하는 객체여도 논리적으로 동일함을 구현하기 위해

두 객체의 같고 다름을 참조변수의 값으로 판단
즉 두 참조변수에 저장된 주소값이 같은지를 판단하는 기능

    public boolean equals(Object obj) {
    	return (this == obj)
    }

클래스의 인스턴스변수 값으로 객체의 같고 다름을 비교하게 하고 싶다면 오버라이딩을 하면된다
- String class의 equals 메서드도 오버라이딩을 통해 String 인스턴스가 갖는 문자열 값을 비교하도록 되어 있다.
- String, Date, File, wrapper 클래스(Integer, Double 등)
equals 메소드는 null이 아닌 객체 참조들에 대한 동치 관계를 구현하며, 동치 관계의 조건은 null이 아닌 참조 x, y, z에 대하여,
- 반사관계: x.equals(x)는 true여야 한다.
- 대칭관계: y.equals(x)가 true이면, x.equals(y)도 true여야 한다.
- 추이관계: x.equals(y)가 true이고, y.equals(z)도 true이면, x.equals(z) 또한 true여야 한다.
- 일관성: equals 비교에 필요한 정보가 수정되지 않았다면, x.equals(y)를 여러 차례 실행한 결과는 일관성 있게 true만 리턴하거나 false만 리턴해야 한다.
- x.equals(null)은 false여야 한다.

실제 위반되는 경우

실제 Timestamp 객체와 Date 객체를 같은 컬렉션에 보관하거나 섞어 쓰면 문제가 생길 수 있다고 한다.
대칭관계 위반

    // Date Class
    public boolean equals(Object obj) {
        return obj instanceof Date && getTime() == ((Date) obj).getTime();
    }

    // Timestamp class
    public boolean equals(Timestamp ts) {
        if (super.equals(ts)) {         // java.util.Date.equals
            if  (nanos == ts.nanos) {
                return true;
            } else {
                return false;
            }
        } else {
            return false;
        }
    }

    public boolean equals(java.lang.Object ts) {
      if (ts instanceof Timestamp) {
        return this.equals((Timestamp)ts);
      } else {
        return false;
      }
    }

date.equals(timestamp) : date 기준으로 시간이 같은지만 검사하므로 true가 된다.
timestamp.equals(date) : date는 Timestamp의 인스턴스가 아니므로 false가 된다. 인스턴스 검사를 하지 않고 date가 timestamp로 형변환이 가능하다 쳐도, nanos 검사에서 false가 나올 수 밖에 없다.

hashCode()

목적: 객체의 동일성을 위해 구현

해싱기법에 사용되는 해시함수를 구현한 것이다.
- 인스턴스가 저장된 가상머신의 주소를 10진수로 반환
오버라이딩 된 hashCode()는 세가지 조건을 만족해야 한다.

변경되지 않은 한 객체의 hashCode 메소드를 호출한 결과는 항상 똑같은 integer 값이어야 한다.
- 객체가 변경됐더라도 equals 메소드가 참고하는 정보가 변경되지 않았다면 hashCode 값은 달라지지 않는다.
equals 메서드를 이용한 비교에 의해서 true를 얻은 두 객체에 대해 각각 hashCode()호출해서 얻은 결과는 반드시 같아야 한다.
- f1 f2의 equals 메서드의 결과가 true라면 hashCode1, 2의 값은 같아야 한다

          Fruit f1 = new Fruit("apple", 10);
          Fruit f2 = new Fruit("apple", 10);

          boolean b = f1.equals(f2);

          int hashCode1 = f1.hashCode();
          int hashCode2 = f2.hashCode();

그러나 equals() 메소드가 다르다고 판별한 두 객체의 hashCode 값이 반드시 달라야 하는 것은 아니다.
- 해시 테이블 성능이 향상을 위해 같지 않은 객체들이 각기 다른 hashCode 값을 가지면 좋다.
- 서로 다른 객체에 대해서 해시코드값이 중복되는 경우가 많아질수록 해싱을 사용하는 컬렉션의 검색속도가 떨어진다.

따라서 hashCode()메서드는 equals() 메서드와 밀접한 관계가 있다.
- 2번 조건에 위배되지 않기 위해

참고 및 출처

https://atoz-develop.tistory.com/
https://yoonemong.tistory.com/193
https://github.com/castello/javajungsuk3
https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/docs/api/index.html

이주오

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다음 포스트

Object Class

java

Object 클래스

Native Method란

주요 메서드

Clone()

공변 반환타입(covariant return type)

얕은 복사와 깊은 복사

getClass()

Class 객체를 얻는 방법

toString()

equals(Object obj)

실제 위반되는 경우

hashCode()

참고 및 출처

String vs StringBuilder vs StringBuffer

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