[Java] 자바 기초
접근제어자
변수나 메서드의 사용 권한에 대해 접근 제어자를 사용하여 설정할수 있다.
private -> default -> protected -> public 순으로 보다 많은 접근을 허용한다.
public접근 제한자: 자유롭게 사용protected접근 제한자: 같은 패키지 또는 자식 클래스private접근 제한자: 외부에서 사용될 수 없도록 함위 세 가지 접근 제한자를 별도로 설정하지 않으면,
default접근 제한을 가지며 해당 패키지 내에서만 접근이 가능하다.
클래스, 객체, 인스턴스 차이
- 클래스
- 객체를 만들어내기 위한 템플릿 혹은 청사진.
- 클래스의 객체가 소유할 일련의 속성과 행동을 정의한다.
- 객체
- 클래스를 이용해 만들어진 클래스의 인스턴스
- 클래스로부터 정의된 속성을 가지고,클래스로부터 정의된 메소드를 사용할 수 있다
- 인스턴스
- 메모리 상에 있는 하나의 객체를 의미함
Overloading vs Overriding
| Overloading | Overriding | |
|---|---|---|
| 파라미터 | 파라미터는 상이하나 이름이 동일한 여러개의 메소드를 가진다. | 하위 클래스의 메소드는 상위 클래스의 메소드와 동일한 파라미터 리스트를 가진다. |
| 반환값 | 다양한 반환 값을 가질 수 있다. | 상위 클래스와 동일한 리턴 타입을 가진다. |
| Method resolution | 메소드가 호출될 때에 넘겨지는 전달인자의 수, 타입, 순서에 따라 컴파일 할 때 결정된다. | 참조되는 객체의 실제 타입에 의해 결정된다. |
| 상속 | 상속으로 연관되지 않은 타 클래스 혹은 동일 클래스에서 일어날 수 있다. | 상속에 의해 연관 관계가 생기는 하위 클래스에서만 일어날 수 있다. |
Primitive type vs Reference type
| Aspect | Primitive Type | Reference Type |
|---|---|---|
| 정의 | 언어 자체에 내장된 데이터 타입 | 프로그래머 혹은 언어에 의해 정의된 복잡한 데이터 타입 |
| 메모리 할당 | 스택 영역 | 힙 영역 |
| Pass by | 값 (Value) | 주소 (Reference) |
| Null value | null값 불가 | null값 가능 |
| byte, char, short, int, long, float, double, boolean | 배열 타입, 열거 타입, 클래스, 인터페이스 |
성능과 메모리에 장점이 있는 원시 타입을 먼저 고려한 후, NULL을 다뤄야 하거나, 제네릭 타입을 고려해야 한다면 참조타입 사용
Call by Reference vs Call by Value
| Aspect | Call by Value | Call by Reference |
|---|---|---|
| 정의 | 메소드 또는 함수에 실제 값의 사본을 넘긴다 | 실제 값의 참조 값(주소)이 전달된다. |
| 메모리 | 값의 사본이 만들어지기 때문에 더 많은 메모리를 필요로 함 | 값의 사본을 만들 필요가 없으므로 메모리를 절약함 |
| 속도 | (상대적으로) 느림 | (상대적으로) 빠름 |
| 부작용 | 원본 값이 바뀌지 않으므로 부작용 없음 | 함수/메소드 내의 원본 값이 변경되어 부작용을 유발할 수 있음 |
Java는 Call by Reference 개념을 사용하지 않고, 언제나 Call By Value를 사용한다.
- Java에서는 원시 타입을 사용하면 JVM 내의 Stack 영역에 생성된다.
public class PrimitivesUnitTest {
@Test
public void whenModifyingPrimitives_thenOriginalValuesNotModified() {
int x = 1;
int y = 2;
// Before Modification
assertEquals(x, 1);
assertEquals(y, 2);
modify(x, y);
// After Modification
assertEquals(x, 1);
assertEquals(y, 2);
}
public static void modify(int x1, int y1) {
x1 = 5;
y1 = 10;
}
}
위 예시 코드를 실행하게 되면, 스택 영역에 다음과 같이 변수가 저장될 것이다.
- Java에서는 참조 타입을 사용하면 JVM 내의 Heap 영역에 저장되고, Stack 영역에 있는 변수가 이 객체를 참조하게 된다.
호출자 변수와 수신자 파라미터는 Stack 영역 내에서 각각 존재하는 다른 변수
Wrapper Class
- 기본 타입에 해당하는 데이터를 객체로 포장해 주는 클래스
- 각각의 타입에 해당하는 데이터를 인수로 전달받아, 해당 값을 가지는 객체로 만들어줌
- Boxing : 기본 타입 데이터를 Wrapper 클래스의 인스턴스로 변환하는 과정
- Unboxing : Wrapper 클래스의 인스턴스에 저장된 값을 기본 타입 데이터로 꺼내는 과정
- 자바에서는 boxing과 unboxing이 필요한 상황에서 컴파일러가 자동으로 이를 처리해준다. (AutoBoxing / Unboxing)
import java.util.ArrayList;
class Autoboxing
{
public static void main(String[] args)
{
char ch = 'a';
// Autoboxing- primitive to Character object conversion
Character a = ch;
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
// Autoboxing because ArrayList stores only objects
arrayList.add(25);
// printing the values from object
System.out.println(arrayList.get(0));
// objects to data types (retrieving data types from objects)
// unwrapping objects to primitive data types
char newch = a;
System.out.println(newch);
}
}
interface vs abstract class
| 추상 클래스 | 인터페이스 |
|---|---|
| 인스턴스화 할 수 없음 | 인스턴스화 할 수 없음 |
| 다른 클래스의 기본 클래스로 사용 | 어떤 클래스에서든 구현 가능한 추상 메서드 모음 |
| 추상 및 구상 메서드 모두 포함 가능 | 추상 메서드만 포함 가능 |
| 하위 클래스에서 추상 메서드를 구현해야 함 | 인터페이스를 구현하는 클래스는 모든 메서드에 대한 구현을 제공해야 함 |
| 인스턴스 변수와 생성자를 가질 수 있음 | 인스턴스 변수나 생성자를 가질 수 없음 |
| 메서드에 대한 기본 구현을 제공할 수 있음 | 메서드 시그니처만 포함 가능 |
| 하나의 추상 클래스만 상속 가능 | 여러 인터페이스를 구현 가능 |
추상 클래스를 사용하는 경우
- Java 애플리케이션에서 여러개의 클래스가 일부 코드를 공유함
- 추상 클래스 내에
non-static또는non-final필드를 정의하여 해당 필드가 속한 객체의 상태에 접근하고 수정할 수 있는 메서드를 통해 객체 상태를 변경함 - 확장하는 클래스가 많은 공통 메서드 또는 필드를 가지거나
public이외의 접근 제어자 (protected,private)에 대한 접근 권한이 필요한 경우.
인터페이스를 사용하는 경우
- total abstraction : 인터페이스 내에서 선언된 모든 메서드는 해당 인터페이스를 구현하는 클래스에서 구현함
- multiple inheritance 다중상속 : 클래스에서 하나 이상의 인터페이스를 구현함.
- 특정 데이터 유형의 동작을 지정하고 해당 동작을 구현하는 클래스는 중요하지 않은 경우.
- JAVA 8 부터
default메소드를 통해 기본 구현이 가능하다.
Error vs Exception
- Error
- 시스템 내에 비정상적인 상황이 발생시
- ex)
OutofMemoryError,StackOverflowError - 예측이 어려우며 처리 또한 어렵다.
- Exception
- 개발자 실수로 예기치 않은 상황이 발생시
- ex) 배열 범위를 벗어남,
null이 참조변수 참조, 존재하지 않는 파일 이름 등 - 체크 예외(Checked Exception), 언체크 예외(Unchecked Exeption)로 나눌 수 있다.
Checked Exception vs UnChecked Exception
| Checked Exceptions | Unchecked Exceptions |
|---|---|
메서드 시그니처에서 선언하거나 try-catch 블록으로 처리해야 함 |
메서드 시그니처에서 선언하지 않고 처리하지 않아도 됨 |
IOException, SQLException 등이 예시 |
NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException 등이 예시 |
| 복구 가능한 오류에서 발생 | 프로그래밍 상 오류에서 발생 |
컴파일러가 catch 또는 throws로 처리 여부를 검증함 |
컴파일러가 처리 여부를 검증하지 않음 |
Exception 클래스에서 파생됨 |
RuntimeException 클래스에서 파생됨 |
| 발생시 롤백 안해도 됨 | 예외 발생시 롤백함 |
static
- JVM 힙 영역이 아닌 메서드 영역에 할당된다.
- 메소드 영역은 가비지 컬렉터가 동작하지 않으므로, 프로그램 종료시까지 할당된 채로 존재한다.
- 모든 인스턴스가 같은 값을 유지해야할 때 사용한다.
- 유틸 클래스처럼 인스턴스를 생성할 필요가 없는 클래스에서 사용된다. (할당 없이 빠른 호출이 일어난다.)
final
- 어떠한 속성을 최초 한번만 할당이 가능하게 한다.
- 변수, 메소드, 클래스에 사용이 가능하다.
- 메소드는 더이상 하위 클래스에
override되지 않는다. - 변수는 상수처럼 고정해 사용할 수 있다.
- 클래스는 상속이 불가하다.
- 메소드는 더이상 하위 클래스에
generic
- 아무거나 들어갈 수 있게 할려면 object 타입 쓰면 되는데 왜 제너릭 씀? -> 그러면 타입 검사, 변환시 오류 뜰수도 있으니까 코드가 길어짐. 이걸 간결하게 가능하게 하는게 제너릭
- 컴파일 단계에서 타입을 검사할 수 있다.
- 클래스나 메소드 내부에서 사용되는 객체의 타입 안정성을 높일 수 있다/
- 반환값에 대한 타입 변환 및 타입 검사에 들어가는 노력을 줄일 수 있다
import java.util.*;
public interface Stack<E>{
void push(E item) throws Exception;
E pop() throws Exception;
int size();
boolean isEmpty();
boolean isFull();
}
import java.util.*;
public class NewStack<E> implements Stack<E>{
private E[] elements;
private int top ;
@SuppressWarnings("unchecked")
public NewStack(int size) {
this.elements = (E[]) new Object[size];
this.top = -1;
}
public void push(E item) throws Exception {
if (this.isFull())
throw new Exception("Stack Is Full");
this.elements[++top] = item;
}
public E pop() throws Exception {// When stack is empty, it throws Exception
if (this.isEmpty())
throw new Exception("Stack Is Empty");
return this.elements[top--];
}
@Override
public int size() {
return this.elements.length;
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return this.top < 0;
}
@Override
public boolean isFull() {
return top == elements.length - 1;
}
public String toString() {
String str = "Stack : ";
for (int i = 0; i < top; i++)
str += elements[i] + ", ";
return str + elements[top];
}
}
Stream
- for문 / Iterator를 사용할 경우 코드의 복잡도를 개선하기 위해 고안됨
- Collection 내에 저장되어 있는 element들을 하나씩 순회하며 처리가 가능하다.
- 생성, 중간 연산, 최종 연산 세 단계의 파이프라인으로 구성
- 원본 데이터 소스 변경하지 않음(read-only)
- 일회용
- 내부 반복자
count().max(),min()+sum()average()
- 3가지 단계를 거쳐 사용할 수 있다.
- stream 생성
- 중개 연산 : filter-map API를 사용하여 지연(lazy) 연산을 통해 선응을 최적화
- 최종 연산 : 이때 실제로 연산이 이루어지며, 지연된 연산 처리
| 스트림(Stream) | 이터레이터(Iterator) |
|---|---|
| 병렬 또는 순차적으로 처리할 수 있는 데이터 요소의 시퀀스를 나타냄 | 하나씩 데이터 요소에 접근할 수 있는 시퀀스를 나타냄 |
| 순차 및 병렬 처리 모두 지원함 | 순차 처리만 지원함 |
| 데이터 처리를 위한 API를 제공함 | 데이터 순환 및 제거에 대한 간단한 API만 제공함 |
| 필요할 때에만 데이터를 처리하도록 lazy evaluation를 지원함 | 항상 데이터를 즉시 처리함 |
| filtering, mapping, reducing 및 collecting 등의 작업을 지원함 | Collection에서 요소 제거만 지원함 |
| Collection, 배열 및 기타 소스에서 생성할 수 있음 | Collection 및 배열에서만 생성할 수 있음 |
lambda
- 메서드를 간단하고 편리하게 표현하기 위해 고안된 문법 요소
- 매개변수처럼 사용할 수 있다.
- 반환 타입과 이름이 생략 가능해 익명 함수라 하기도 함
- 멀티쓰레드를 활용해 병렬처리를 할 수 있다.
- 람다함수 내부에서는 외부 지역 변수를 사용할 수 없다.
finalorEffectively final변수는 사용 가능- 람다 실행시 임시 스레드가 따로 생성되므로, 스택영역을 공유하지 않기 때문
final변수 또한 공유하는 것이 아닌 람다식에서 ‘복사’하여 사용하는 것.
- 표현식 :
() -> {}
reflexion
- 구체적인 클래스 타입을 알지 못해도 그 클래스의 메소드, 타입, 변수들에 접근할 수 있도록 해주는 자바 API
- 런타임 단계에서 클래스, 인터페이스, 필드, 메서드를 검사하거나 수정할 수 있다.
- 객체 인스턴스화, 메소드 호출, 필드 값을 가져오거나 설정할 수 있다.
- 클래스의 인스턴스를 동적으로 생성할 수 있다.
- 객체의 메소드를 동적으로 일으킬(invoke) 수 있다
- 객체의 필드에 접근과 수정을 동적으로 할 수 있다.
- 프레임워크나 IDE에서 reflexion의 동적 바인딩 이용한 기능을 제공함
- ex/ 인텔리제이 자동완성 기능, 스트링 어노테이션 등…
dynamic proxy
- 프록시는 타겟 코드의 수정없이 접근제어 혹은 부가기능을 추가하기 위해 주로 사용되나, 일반적인 프록시는 반복되는 코드가 발생하는 단점이 있음
- 런타임 시점에 프록시 클래스를 만들어주는 방식
newProxyInstance()Reflexion API 사용@CallerSensitive public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)ClassLoader: 프록시 클래스를 만들 클래스로더Class: 프록시 클래스가 구현할 인터페이스 목록(배열)InvocationHandler: 메소드가 호출되었을때 실행될 핸들러-
invoke()추상메서드 하나만 정의되어있는 걸 볼 수 있다.- 동적 프록시의 메소드가 호출되었을 때 이를 대신 실행해주는 메소드.
- -> 코드 중복을 줄일 수 있음
-
출처
- https://bcp0109.tistory.com/360
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