정적 : static

🤍 1) Static이란

말그대로 '정적(고정된)'이란 뜻
클래스, 메서드, 변수의 지정자로 사용할 수 있다.

🤍 2) Static 특징

인스턴스 생성과 관계없이 클래스가 로딩될 때 함께 메모리에 로딩된다.
(= 인스턴스 생성하지 않고 클래스명으로 접근이 가능하다)

<접근 형식>
클래스명.멤버전역변수
클래스명.메서드()

이 말 뜻이 처음에 와닿지 않을 수도 있는데, 메모리 저장 공간은 총 3 개로 이루어진다.

a. Static Area --> 프로그램 시작할 때 할당되며 끝날 때까지 유지
b. Stack --> 메서드 호출될 때 할당되며 메서드가 끝나면 종료
c. Heap --> 프로그램 끝날 때까지 유지

지금 이 글에서 배우고자 하는 Static은 a번인 Static Area에 클래스와 함께 가장 먼저 저장된다.

각 메모리에 저장되는 데이터들을 정리해 보자면,
static area -> 클래스/ 클래스(정적) 변수/ 클래스(정적) 함수
stack -> 참조변수 / int 값 / 메서드 등 (주로 메서드 호출과 관련된 정보 저장)
heap -> 객체/ 배열/ 문자열 등

💙 (1) Static 멤버변수

• 모든 인스턴스가 하나의 변수를 공유하며 변경 가능
• 참조변수 없이 클래스 명만으로 해당 멤버에 접근가능

💙 (2) Static 매서드

• 1. Static 매서드 내에서 인스턴스 멤버변수* 접근 불가능
• 2. Static 매서드 내에서 일반 매서드 호출 불가능
• 3. this / super 사용 불가능

* 멤버변수 : 클래스 내/ 메서드 외에서 선언된 변수

1번과 2번이 성립되는 이유

static 메서드가 호출될 시점에 일반 메서드와 변수가 메모리 올라와 있지 않기 때문에 이에 접근할 수 없다.

3번이 성립되는 이유

메서드 실행 시에 인스턴스가 생성되기 전이므로 인스턴스의 주소를 저장하는 this와 super는 존재하지 않기 때문에 당연히 사용할 수 없다

---

🤍 3) Static 예시

Ex 클래스에 정적 변수 2개, 인스턴스 멤버변수 1개 선언
Ex 클래스 내에 정적 메서드 1개 선언
Ex 클래스 내 Main 메서드에 객체 생성

public class Ex {
	  
	int x = verification(1);
	static int y = verification(2);

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("메인 까꿍");
		Ex e = new Ex(); // int x를 실행하기 위해 객체 생성
	} // main() 메서드 끝
	
	public static int verification(int num) {
		System.out.println(num);
		return num;
	} // verification() 메서드 끝
	
	static int z = verification(3);
} 

결과

2
3
메인 까꿍
1

과정 설명
1. 클래스가 Static Area 메모리에 로딩
2. Static이 선언된 모든 메모리가 메모리에 로딩
3. Static 멤버변수인 y와 z를 로딩하기 위해 verification 메서드 호출됨
=> 2, 3 출력
4. main() 메서드 자동 호출
=> "메인 까꿍" 출력
5. Ex 클래스의 인스턴스 생성과 동시에 인스턴스 멤버변수인 x가 메모리에 로딩
6. int x의 값을 할당하기 위해 verification 메서드가 호출
=> 1 출력

그림 설명
넘 어려우니까 그림으로 이해해 보쟈.. ~

메모리들

1. 클래스가 Static Area 메모리에 로딩
2. Static이 선언된 모든 메모리가 메모리에 로딩

3. Static 멤버변수인 y와 z를 로딩하기 위해 verification 메서드 호출됨
=> 2, 3 출력

4. main() 메서드 자동 호출
=> "메인 까꿍" 출력

5. Ex 클래스의 인스턴스 생성과 동시에 인스턴스 멤버변수인 x가 메모리에 로딩
(그림에 x 앞에 int 까먹었어요 .. )

6. int x의 값을 할당하기 위해 verification 메서드가 호출
=> 1 출력

---

🤍 3) Static 사용 - 싱글톤 (Singleton)

그럼 도대체 static은 어떻게 사용할까?

굳이 객체를 사용하지 않고 클래스로 접근 가능하다는 점에서 객체가 여러 번 사용되지 않고 한 번만 사용될 때 즉, 굳이 객체를 생성할 필요가 없을 때 스태틱을 사용하면 좋다. (-> 메모리 효율에 좋음)

또한, static 값을 여러 객체에서 값을 공유하거나 싱글톤 디자인 패턴에서도 사용할 수 있다.

💙 싱글톤이란?

애플리케이션이 시작될 때, 어떤 클래스가 최초 한 번만 메모리를 할당하고 그 메모리에 객체를 만들어 사용하는 디자인 패턴

예를 들자면

Person p1 = new Person();
Person p2 = new Person();

System.out.println(p1 == p2); // false 출력

p1과 p2의 주소를 비교해 보면 당연히 false가 나온다.
이 두 참조변수의 주소를 같도록 설계하는 것이 싱글톤이다.

💙 싱글톤 사용 방법

생성자를 private로 선언해서 생성을 불가능하게 한다
메서드를 하나 작성하여 객체를 받도록 구현한다

즉, 싱글톤 패턴은 단 하나의 객체를 생성하여 사용하는 디자인 패턴이다

💙 싱글톤 예시

'Person 싱글톤 패턴 클래스를 생성하고 두 개의 객체를 선언한 뒤 주소를 비교해 보시오 '

class Person {
	// 클래스 내부 객체 생성과 직접 접근을 막는다.
	private static Person person = new Person();

	// 클래스 외부에서의 객체 생성을 막는다.
	private Person() {}

	// 객체를 가져오는 것은 허용 + 접근을 위해 static 사용
	static Person getInstance() {
		return person; // person 객체 반환 -> person 클래스 메서드와 객체 접근 가능
	}
}

Person p1 = new Person();
Person p2 = new Person();

System.out.println(p1 == p2); // true 출력

---

벨로그 적으면서 알게 된 사실
인스턴스 멤버변수는 객체가 생성되어야만 메모리에 할당된다!
어쩐지 선생님이 스태틱은 객체 생성 안 해도 클래스로만 접근 가능하다고 강조하도라