Java - 메모리 구조, 생성자, 접근 제어자

자바 메모리 구조

메소드 영역(데이터 영역) (클래스, static 변수)

• 메소드 영역은 자바 프로그램에서 사용되는 클래스에 대한 정보와 함께 클래스 변수(static variable)가 저장되는 영역입니다.
• JVM은 자바 프로그램에서 특정 클래스가 사용되면 해당 클래스의 클래스 파일을 읽어들여, 해당 클래스에 대한 정보를 메소드 영역에 저장합니다.

힙(heap) 영역 (객체 인스턴스)

• 힙 영역은 자바 프로그램에서 사용되는 모든 인스턴스 변수가 저장되는 영역입니다.
• JVM은 자바프로그램에서 new 키워드를 사용하여 인스턴스가 생성되면, 해당 인스턴스의 정보를 힙 영역에 저장합니다.
• 힙 영역은 메모리의 낮은 주소에서 높은 주소의 방향으로 할당됩니다.

스택(stack) 영역 (메소드, 지역 변수, 매개 변수)

• 스택 영역은 자바 프로그램에서 메소드가 호출될 때 메소드의 스택 프레임이 저장되는 영역입니다.
• JVM은 자바 프로그램에서 메소드가 호출되면, 메소드의 호출과 관계되는 지역 변수와 매개변수를 스택 영역에 저장합니다.
• 스택 영역은 메소드의 호출과 함께 할당되며, 메소드의 호출이 완료되면 소멸합니다.
• 메모리의 높은 주소에서 낮은 주소의 방향으로 할당됩니다.

생성자

생성자의 특징

1. 생성자는 반환 값이 없지만, 반환 타입을 void형으로 선언하지 않습니다.
2. 생성자는 초기화를 위한 데이터를 인수로 전달받을 수 있습니다.
3. 객체를 초기화하는 방법이 여러 개 존재할 경우에는 하나의 클래스가 여러 개의 생성자를 가질 수 있습니다. 즉, 생성자도 하나의 메소드이므로, 메소드 오버로딩이 가능합니다.

기본 생성자

• 자바의 모든 클래스에는 하나 이상의 생성자가 정의되어 있어야 합니다.
• 하지만 특별히 생성자를 정의하지 않고도 인스턴스를 생성할 수 있습니다.
• 자바 컴파일러가 기본 생성자라는 것을 기본적으로 제공해 주기 때문입니다.
• 기본 생성자는 아무런 동작도 하지 않으므로, 인스턴스 변수를 클래스 필드에서 바로 초기화합니다.
• 만약 매개변수를 가지는 생성자를 하나라도 정의했다면, 기본 생성자는 자동으로 추가되지 않습니다.
• 따라서 매개변수를 가지는 생성자를 하나 이상 정의한 후 기본 생성자를 호출하면, 오류가 발생할 것입니다.

접근 제어자

private

1. 같은 패키지 일반 클래스 (x)
2. 같은 패키지 자식 클래스 (x)
3. 다른 패키지 일반 클래스 (x)
4. 다른 패키지 자식 클래스 (x)

public

1. 같은 패키지 일반 클래스 (o)
2. 같은 패키지 자식 클래스 (o)
3. 다른 패키지 일반 클래스 (o)
4. 다른 패키지 자식 클래스 (o)

default

1. 같은 패키지 일반 클래스 (o)
2. 같은 패키지 자식 클래스 (o)
3. 다른 패키지 일반 클래스 (x)
4. 다른 패키지 자식 클래스 (x)

protected

1. 같은 패키지 일반 클래스 (o)
2. 같은 패키지 자식 클래스 (o)
3. 다른 패키지 일반 클래스 (x)
4. 다른 패키지 자식 클래스 (o)

기타 제어자

final

• 자바에서 final 제어자는 '변경할 수 없다'는 의미로 사용됩니다.
• 즉, 필드나 지역 변수에 사용하면 값을 변경할 수 없는 상수가 됩니다.
• 클래스에 사용하면 해당 클래스는 다른 클래스가 상속받을 수 없게 됩니다.
• 메소드에 사용하면 해당 메소드는 오버라이딩을 통한 재정의를 할 수 없게 됩니다.
• 메소드 오버라이딩 : 상속받은 부모 클래스의 메소드를 재정의하여 사용하는 것

static

• 자바에서 static 제어자는 '공통적인'이라는 의미로 사용됩니다.
• 즉, static 제어자를 변수에 사용하면 해당 변수를 클래스 변수로 만들어 줍니다.
• 메소드에 사용하면 해당 메소드를 클래스 메소드로 만들어 줍니다.

static 특징

1. 프로그램 시작 시 최초에 단 한 번만 생성되고 초기화됩니다.
2. 인스턴스를 생성하지 않고도 바로 사용할 수 있게 됩니다.
3. 해당 클래스의 모든 인스턴스가 공유합니다.

abstract

• 자바에서 abstract 제어자는 '추상적인'이라는 의미로 사용됩니다.
• 선언부만 있고 구현부가 없는 메소드를 추상 메소드라 하며, 반드시 abstact 제어자를 붙여야 합니다.
• 하나 이상의 추상 메소드가 포함하고 있는 추상 클래스도 반드시 abstract제어자를 붙여야 합니다.

사용할 수 없는 제어자의 조합

클래스에 final과 abstract는 함께 사용할 수 없습니다.

• final은 상속 불가
• abstract는 다른 클래스가 상속해서 오버라이딩 해야하므로

메소드에 static과 abstract는 함께 사용할 수 없습니다.

• abstract 메소드는 구현부가 없는 메소드
• static 메소드는 인스턴스를 생성하지 않고도 사용할 수 있어야 하므로

메소드에 private와 abstract는 함께 사용할 수 없습니다.

• abstract 메소드는 상속을 통한 오버라이딩이 필요
• 하지만 private는 자식 클래스가 부모 클래스에 접근 할 수 없도록 만듦으로

메소드에 private과 final은 함께 사용할 필요가 없습니다.

• 메소드에 사용된 final 제어자와 private 제어자는 모두 해당 메소드가 오버라이딩을 통한 재정의를 할 수 없다는 의미를 가지므로, 둘 중에 하나만 사용해도 의미가 충분히 전달될 수 있습니다.