스터디 - CS 공부 1일차
1. 싱글톤 패턴 (Singleton Pattern)
싱글톤 패턴은 객체를 하나만 생성하여 애플리케이션 전체에서 공유할 수 있도록 하는 디자인 패턴입니다.
특징
하나의 인스턴스만 생성됨
전역적으로 접근 가능
메모리 절약 및 데이터 공유 용이
구현 방법 (Lazy Initialization)
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {} // 외부에서 인스턴스 생성을 막음
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}하지만 위 방식은 멀티스레드 환경에서 안전하지 않기 때문에 double-checked locking 또는 static inner class 방식을 추천합니다.
static inner class 방식 (권장됨)
public class Singleton {
private Singleton() {}
private static class Holder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return Holder.INSTANCE;
}
}이 방식은 클래스가 로드될 때 인스턴스가 생성되지 않고, 최초 getInstance() 호출 시 생성되므로 효율적이며 스레드 안전합니다.
2. JVM (Java Virtual Machine)
JVM(Java Virtual Machine)은 자바 바이트코드를 실행하는 가상 머신입니다.
JVM의 역할
바이트코드 실행 → 자바 프로그램을 운영체제와 관계없이 실행 가능
메모리 관리 → GC(Garbage Collection)를 통해 자동으로 메모리 관리
플랫폼 독립성 제공 → Write Once, Run Anywhere
JVM의 구성 요소
클래스 로더(Class Loader): .class 파일을 로드하고 메모리에 적재
메모리 영역 (Runtime Data Area): JVM이 관리하는 메모리 공간
실행 엔진(Execution Engine): 바이트코드를 기계어로 변환하여 실행
GC(Garbage Collector): 불필요한 객체를 정리
3. 자바 메모리 영역
JVM의 메모리 영역은 다음과 같이 구성됩니다.
1) 메서드 영역(Method Area, 클래스 영역)
클래스 정보, static 변수, 상수, 메서드 코드가 저장됨
프로그램이 종료될 때까지 유지됨
2) 힙(Heap)
객체(instance)들이 저장되는 공간
GC(Garbage Collector)가 관리
3) 스택(Stack)
메서드 호출 시 지역 변수, 매개변수, 리턴값 저장
메서드 실행이 끝나면 제거됨 (LIFO 방식)
4) PC 레지스터(Program Counter Register)
현재 실행 중인 JVM 명령어의 주소를 저장
5) 네이티브 메서드 스택(Native Method Stack)
JNI(Java Native Interface)를 통해 호출된 네이티브 코드(C, C++)의 정보 저장
4. 오버로딩(Overloading)과 오버라이딩(Overriding) 차이
구분 오버로딩 (Overloading) 오버라이딩 (Overriding)
의미 같은 이름의 메서드를 여러 개 정의 상속받은 메서드를 재정의
클래스 관계 같은 클래스 내에서 발생 부모 클래스의 메서드를 자식 클래스에서 재정의
매개변수 개수, 타입, 순서를 다르게 정의 동일해야 함
반환 타입 달라도 가능 동일해야 함
접근 제한자 제한 없음 부모보다 좁아질 수 없음
애너테이션 없음 @Override 사용
오버로딩 예제
class MathUtils {
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
double add(double a, double b) { // 매개변수 타입이 다름
return a + b;
}
}오버라이딩 예제
class Parent {
void showMessage() {
System.out.println("부모 클래스");
}
}
class Child extends Parent {
@Override
void showMessage() { // 부모 메서드 재정의
System.out.println("자식 클래스");
}
}5. 클래스(Class), 객체(Object), 인스턴스(Instance) 차이
클래스(Class): 객체를 만들기 위한 설계도
객체(Object): 클래스에서 생성된 실제 대상
인스턴스(Instance): 객체가 메모리에 할당된 상태
예제
class Car { // 클래스
String model;
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Car myCar = new Car(); // 객체 생성 (인스턴스)
}
}Car는 클래스
myCar는 객체이자 인스턴스
즉, "인스턴스는 객체의 특정한 상태를 나타내는 개념"이라고 볼 수 있습니다.
6. 원시 타입(Primitive Type)과 참조 타입(Reference Type) 차이
구분 원시 타입 (Primitive Type) 참조 타입 (Reference Type)
데이터 저장 방식 값 자체를 저장 객체의 주소(참조값)를 저장
메모리 위치 스택(Stack) 힙(Heap)
크기 고정적 가변적
기본 값 int → 0, boolean → false null
비교 방식 값 자체 비교 (==) 주소 비교 (==), 내용 비교 (equals())
원시 타입 예제
int a = 10;
int b = a; // 값이 복사됨
b = 20;
System.out.println(a); // 10 (a의 값은 변하지 않음)참조 타입 예제
class Person {
String name;
}
Person p1 = new Person();
p1.name = "Alice";
Person p2 = p1; // 주소가 복사됨
p2.name = "Bob";System.out.println(p1.name); // "Bob" (같은 객체를 참조하므로 값이 변경됨)
참조 타입은 같은 객체를 가리키므로 p1과 p2가 같은 데이터를 공유합니다.
