프레임워크를 위한 자바

자바 이야기

개발 환경

• JVM: 자바가 실행되기 위해서 필요: 자바 실행 환경(JRE) -> java 명령어만, 버추얼 머신만 있는 경우

• JRE + 개발툴 -> 개발 환경: JDK -> java + javac명령어까지

  • 오라클에서 다운로드

• 역사

  • 썬 마이크로시스템즈에서 개발
  • 오라클에서 썬 인수
  • 오라클에서는 일부 유료화
  • OpenJDK

• 콘솔 창에

  • java --version과 javac --version을 터미널에 입력하여 설치 여부/버전을 확인한다.

• 명령어 관하여

  • 컴파일: javac ClassName.java
  • 실행: java ClassName
    • Error: Could not find or load main class 클래스 경로를 확인하지 못 해서 발생한 문제임
      • 환경 변수 편집으로 해결 가능
        • ;.을 환경 변수 마지막에 넣어주면, 추가적으로 현재 확인하고 있는 경로에서도 클래스 파일을 찾는다.

빌드 툴(Build Tool)

• 일일히 자바 파일을 컴파일하는 귀찮다. -> 빌드를 자동화하자: 빌드 툴의 등장

• 자바의 빌드 툴

  • Ant: 과거에 많이 사용한다.
  • Maven: 자바에 특화되어 있다.
  • Gradle: 메이븐보다 더 간결한 문법을 제공한다.
  • 현재는 Maven, Gradle 많이 사용하며 Maven -> Gradle로 옮겨가는 추세이다.

• Gradle 직접 설치해보기

  • 설치 페이지 따라서 파일설치, 압축 해제, 환경변수 설정
  • gradle --version을 터미널에 입력하여 설치 여부 확인

• Gradle 사용해보기

  • 프로젝트 생성: gradle init명령어

    • 빌드 스크립트 언어 선택
      • 그루비, 코틀린
      • 초기에는 그루비만 있었다가, 코틀린이 추가되었음
      • 코틀린 사용량이 증가하는 추세
      • 그루비는 레퍼런스가 많음

  • 프로젝트 구조: tree 명령어 이용해서 보면

    ├─.gradle
    ├─app
    │  └─src
    │      ├─main
    │      │  ├─java
    │      │  │  └─com
    │      │  │      └─programmers
    │      │  │          └─java
    │      │  └─resources
    │      └─test
    │          ├─java
    │          │  └─com
    │          │      └─programmers
    │          │          └─java
    │          └─resources
    └─gradle
        └─wrapper

    • 구조를 확인 가능
    • build.gradle 빌드 스크립트이다.
      • 소스 위치, 컴파일, 실행 방법 등이 기록되어 있다.

  • Task명령어

    • gradle build, gradle run 등

    • build.gradle에 tasks.named("test") 형태로 작업이 명시되어 있다.

      • 예를 들어, gradle test를 실행하면 위의 tasks의 test라 명명된 작업이 실행된다.

    • 그런데, build. run의 경우는 위와 같은 task 설명이 없다.

      자바 프로젝트에서 공통적으로 많이 쓰이는 부분들의 taskset은 이미 규정되어 있다.

      -> plugin

    • gradle tasks명령어로 종류 확인 가능

    ------------------------------------------------------------
    Tasks runnable from root project 'HelloWorld'
    ------------------------------------------------------------
    
    Application tasks
    -----------------
    run - Runs this project as a JVM application
    
    Build tasks
    -----------
    assemble - Assembles the outputs of this project.
    build - Assembles and tests this project.
    buildDependents - Assembles and tests this project and all projects that depend on it.
    buildNeeded - Assembles and tests this project and all projects it depends on.
    classes - Assembles main classes.
    clean - Deletes the build directory.
    jar - Assembles a jar archive containing the main classes.
    testClasses - Assembles test classes.
    
    Build Setup tasks
    -----------------
    init - Initializes a new Gradle build.
    wrapper - Generates Gradle wrapper files.
    
    Distribution tasks
    ------------------
    assembleDist - Assembles the main distributions
    distTar - Bundles the project as a distribution.
    distZip - Bundles the project as a distribution.
    installDist - Installs the project as a distribution as-is.
    
    Documentation tasks
    -------------------
    javadoc - Generates Javadoc API documentation for the main source code.
    
    Help tasks
    ----------
    buildEnvironment - Displays all buildscript dependencies declared in root project 'HelloWorld'.
    dependencies - Displays all dependencies declared in root project 'HelloWorld'.
    dependencyInsight - Displays the insight into a specific dependency in root project 'HelloWorld'.
    help - Displays a help message.
    javaToolchains - Displays the detected java toolchains.
    outgoingVariants - Displays the outgoing variants of root project 'HelloWorld'.
    projects - Displays the sub-projects of root project 'HelloWorld'.
    properties - Displays the properties of root project 'HelloWorld'.
    tasks - Displays the tasks runnable from root project 'HelloWorld' (some of the displayed tasks may belong to subprojects).
    
    Verification tasks
    ------------------
    check - Runs all checks.
    test - Runs the test suite.

    • gradle tasks extension 설치하여 간편하게 확인, 실행 가능하다.

통합 개발 환경

• VS Code(코드편집용)와 gradle, 그리고 extension들을 이용해도 일일히 각각을 실행해 줘야 하는 불편함이 있다.

  -> 통합 개발 환경(IDE; Integrated Development Environment)이 필요한 까닭

• 자바 개발자들이 주로 사용하는 IDE

  • Eclipse: 과거 많이 쓰였으나, InteliJ 등장 이후 사용량 많이 줄어듬
  • InteliJ: 대세

• IDE는 생산성을 증대시켜준다.

• 단축키를 적절히 사용하면 생산성이 더 증가한다.

초보개발자가 알면 좋을 정보

Coding Convention

• 팀, 회사, 개발 그룹에서 정해서 사용
• 정하지 않은 경우 일반적인 자바 코딩 규칙을 따름
• 카멜케이스
  • 클래스명은 대문자
  • 메서드, 변수명은 소문자
• Indent: 들여쓰기
  • Tab, Space
  • 섞어 쓰면 안 된다!

Reference

• 자바를 쓴다고 해서 포인터를 몰라서는 안 된다!

  • 자바에는 포인터 대신 레퍼런스라는 개념이 있다.
  • 자바에서는 alloc/free를 개발자가 신경 쓰지 않아도 될 뿐이다.

• 자바의 primitive value를 제외한 모든 것은 reference value다!

  • primitive: boolean, byte, int, short, long, float, double, char

  • int a =100일 때, a를 전달 -> 값을 전달

  • Integer b = 100일 때, b를 전달 -> b의 레퍼런스를 전달

  • Call by value / Call by reference

  • array는 reference처럼 취급한다.

    • primitive value를 사용한 array라도 reference 취급한다!
    • 예시) int[], boolean[]

String

문자열의 비교

• 문자열을 만드는 방법

  • String 클래스의 생성자를 사용해서 만드는 방법 String stringByConstructor = new String("Hello, World!")
  • 문자열 리터럴을 지정하는 방법 String stringByLiteral = "Hello, World!"

• 생성자를 이용할 경우

  • new 연산자에 의해 메모리가 할당되기에

    항상 새로운 인스턴스가 생성

  • 아래의 코드에서

    String stringByConstructor1 = new String("Hello, World!");
    String stringByConstructor2 = new String("Hello, World!");

    두 변수 stringByConstructor1, stringByConstructor2는 동일한 인자를 받지만

    두 String가 참조하는 주소는 서로 다르다. 같은 값("Hello, World!")을 저장한 메모리가 두 군데라는 것이다.

    따라서 stringByConstructor1 != stringByConstructor2 이다!

• 리터럴을 이용할 경우

  • 이미 존재하는 값을 재사용하는 것

  • 문자열 리터럴 값은 클래스가 메모리에 로드될 때 자동적으로 미리 생성된다!

  • 아래의 코드에서

    String stringByLiteral1 = "Hello, World!";
    String stringByLiteral2 = "Hello, World!";

    두 변수 stringByLiteral1, stringByLiteral2은 동일한 주소를 참조한다.

    생성자로 String 변수를 생성하는 것과 달리 이 경우 메모리가 낭비되지 않으며,

    stringByConstructor1 == stringByConstructor2 이다!

• 따라서 문자열을 비교할 때는 ==연산자를 사용하지 말고 equals()메서드를 사용하자.

  • == 연산자의 경우 두 값이 동일한 인스턴스인가를 비교한다. (동등성, identity)

  • 반면 equals()는 동치성(equity)에 대한 비교를 목표하는, 모든 객체에 적용되는(Object) 메서드이다.

    String은 인코딩 방식이 같으며, 문자열 내용의 값이 동일한 경우 true를 리턴하는 식으로 equals()를 오버라이드 했다.

문자열 리터럴

• 모든 문자열 리터럴 값은 컴파일 시에 클래스 파일에 저장된다.

  • 동일 내용의 문자열 리터럴은 한 번만 저장된다.

    문자열 리터럴도 String의 인스턴스이고, 불변이기에 같은 값이면 - 하나의 인스턴스를 공유하면 되기 때문이다.

  • 소스파일에 포함된 모든 리터럴의 목록을 담은 클래스 파일이 있다.

    이 파일이 클래스 로더에 의해 메모리에 올라갈 때, 리터럴들은 JVM 내의 상수 저장소(Constant pool)에 저장된다.

Constant Pool

• 자바가 String 클래스를 특수하게 관리하는 수단

          String s = "";
          for (int i = 0; i < 10; i++) {
              s += i;
          }
          System.out.println("s = " + s);

  • 위의 코드가 실행될 경우

    Contstant Pool에는 "", "0", "01", "012", ...이 모두 저장된다.

• 따라서 String에는 += 연산을 사용하는 것이 성능상 좋지 않다.

  • StringBuffer를 사용하라.

            StringBuffer sb = new StringBuffer();
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                sb.append(i);
            }
            System.out.println("sb = " + sb);

    • 이 경우, "0", "01", "012"가 별개로 저장되는 것이 아니라 변경되는 식이다.
    • 메모리를 절약할 수 있다.

빈 문자열(empty string)

• 길이가 0인 배열이 존재할 수 있듯이,

  길이가 0인 char[]를 value로 가지고 있는 String이 있을 수 있다 -> 빈 문자열

• String emptyString = ""은 가능하지만,

  char emptyChar = ''은 불가능하다.

  • char 자료형 변수에는 반드시 하나의 문자를 지정해야 한다.

• 초기화

  String s = null;
  char c = '\u0000';

  이런 방식의 초기화도 가능하지만,

  String s = "";
  char c = ' ';

  이런 방식의 초기화가 권장된다.

String관련 유용한 정보

• String[] split(String regex): 인자로 받은 regex로 구분하여 문자열을 자른다.

• 자바 8에서는 다음 두 기능이 추가되었다:

join()

• static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements)

• static String join(CharSequence delimiter, Iterable<? extends CharSequence> elements)

• split()과 반대로 구분자로 문자열을 결합한다.

StringJoiner

• StringJoiner() 생성 인자로 구분자를 받는다.
• add(String s):로 합칠 String을 받는다.

유니코드의 보충문자

• 유니코드는 2byte: 즉 16bit 문자체계다.
• 하지만, 공간 부족으로 인해 20bit로 확장하였다: 보충 문자(supplementary characters), (JDK 1.5부터 지원)
  • 하나의 문자를 byte 크기 자료형인 char가 아니라 int로 다뤄야 하는 경우가 생겼다.

문자 인코딩 변환

• getBytes(String charsetName)을 이용하여 인코딩 변환한 byte[]를 리턴받을 수 있다.
  • 매개변수는 String 말고 Charset자료형으로도 받을 수 있다(오버라이딩).

String.format()

printf()와 사용법이 동일하다.

기본형 ↔ String 변환

• 기본형 → String: valueOf()를 이용하는 방식

  • 다른 자료형에 + ""해주는 방식보다 성능적으로 좋다.
  • Wrapper클래스로 값이 반환되지만, 오토박싱에 의해서 기본 자료형으로 자동 변환된다.

• String → 다른 자료형(기본형도 포함): toString()

  • toString() 메서드는 Object의 메서드, 따라서 모든 객체에 존재한다.

    새 클래스를 만들 경우 적절히 오버라이드 하라.

StringBuffer와 StringBuilder

• String 클래스는 Constant Pool에 의해 관리되는 특이한 클래스로, 불변이기에

  +연산이 메모리 낭비를 일으킬 수 있다.

  → StringBuffer를 사용하면 해결 가능

StringBuffer

• String과 유사한 구조

  • char[] value에 값을 저장하는구조

• 버퍼(buffer)

  • 문자열을 저장하고 편집하기 위한 공간

    value를 버퍼로 사용한다.

• Thread-safe하다!

생성

• StringBuffer 인스턴스가 생성될 때, 인자로 버퍼의 크기를 지정 가능하다.

  • 미지정시 16으로 초기화된다.

  • 버퍼의 길이가 부족해질 경우 버퍼의 크기를 늘려주는 작업이 이루어진다.

    배열의 복사는 메모리를 잡아먹기 때문에 적절한 양을 할당해주는 것이 필요하다.

변경

• append(): 추가 기능, 현재 주소를 반환한다.

  • append(StringBuilder sb)가 규정되어 있기 때문에

    sb.append("a").append("b")형태의 연쇄 호출이 가능하다.`

StringBuffer vs StringBuilder

StringBuffer	StringBuilder
Thread-safe(동기화)	동기화 기능을 뺐음
성능 면에서 손해 있음	성능 면에서 더 나음

• StringBuffer에서 동기화 기능만 뺀 클래스가 StringBuilder
• 성능 차이가 매우 크진 않기에 왠만해선 StringBuffer 쓰자.

Object

• 모든 객체의 최상위 객체

• 즉, 모든 객체에는 Object의 메서드를 호출할 수 있음

• 이 글에서는 간단하게 다루고 추후 이펙티브 자바 요약 정리 링크와 별도의 학습 포스트로 연결할 예정

Git

• 개발자의 기본
• 굳이 명령어로만 익힐 필요는 없다.
  • 명령어를 모르고 Tool 사용해도 된다.
    • github desktop
    • SourceTree
    • 혹은 IDE의 기능 + 익스텐션 사용
  • 사용방법에 대해서는 알아야 한다.
    • branch 따기, merge 하기, conflict 해결 등

.gitignore

• 포함해선 안 될 파일들

  • 빌드 결과
    • *.class, *.jar, build/ 단 라이브러리에 dependency 걸린 것들은 남기거나, 다운 받을 수 있게 해야
  • 바이너리
  • 제너레이트 가능한 파일들(논쟁)
    • gradle, gradlew , gradle.bat등 -> gradle wrapper명령어로 생성 가능
  • 로컬 설정들
  • 키/보안 관련 파일들

• 로컬 환경에 의존적인 절대경로

• 간단하게 처리하는 방식: gitignore.io

• gradle wrapper를 ingore하느냐에 대한 논쟁

  • 포함하지 않아야 한다

    • gradle이 설치된 환경이나, IDE를 사용하는 환경(내장 gradle 보유)에서는 바로 내려받을 수 있다.
    • gradle wrapper 관련 파일들이 업데이트될 때마다 무의미한 커밋을 날리게 된다.
      • jar가 큰 용량을 차지하게 된다.

  • 포함해야 한다

    • 빌드 서버 등의 환경에서 gradle 등 빌드 툴이 설치 + 환경변수 설정 되어있지 않은 경우를 대비하기 위해서
    • 의존성 회피라는 측면에서

  • 참고

    • gitignore.io에서 생성한 .gitignore파일에는 ignore가 적용되지 않게 되어 있다.
    • 스프링 프로젝트의 경우에도 gradle wrapper를 포함시킨다.

  • 개인적인 결론

    • 학습 환경에서는 gradle wrapper를 포함시키지 않는다.

    • 운영하고자 하는 프로젝트의 경우 포함시키는 것을 우선하되,

      당연히 팀 컨벤션에 따라간다.

강의 외 참고 자료

• String 부분은 남궁성, <자바의 정석>의 요약 + a임