static 변수
예를 들어 다음과 같은 HouseLee 클래스가 있다고 한다.
// Sample.java
class HouseLee {
String lastname = "이";
}
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
HouseLee lee1 = new HouseLee();
HouseLee lee2 = new HouseLee();
}
}
이씨 집안을 나타내는 HouseLee 클래스이다. 위와 같은 클래스를 만들고 객체를 생성하면 객체마다 객체변수 lastname을 저장하기 위한 메모리가 별도로 할당된다. 하지만 가만히 생각해 보면 HouseLee 클래스의 lastname은 어떤 객체이던지 동일한 값인 "이" 이어야 할 것 같다. 이렇게 항상 값이 변하지 않는 경우라면 static 사용시 메모리의 이점을 얻을 수 있다.
다음은 변경된 예이다.
class HouseLee {
static String lastname = "이";
}
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
HouseLee lee1 = new HouseLee();
HouseLee lee2 = new HouseLee();
}
}
위와 같이 lastname 변수에 static 키워드를 붙이면 자바는 메모리 할당을 딱 한번만 하게 되어 메모리 사용에 이점이 있다.
※ 만약 HouseLee 클래스의 lastname 값이 변경되지 않기를 바란다면 static 키워드 앞에 final이라는 키워드를 붙이면 된다. final 키워드는 한번 설정되면 그 값을 변경할수 없다. 변경하려고 하면 오류가 발생한다.
static을 사용하는 또 한가지 이유로 공유 개념을 들 수 있다. static 으로 설정하면 같은 곳의 메모리 주소만을 바라보기 때문에 static 변수의 값을 공유하게 되는 것이다.
다음의 예를 보면 더욱 명확하게 파악할 수 있을 것이다. 웹 사이트 방문시마다 조회수를 증가시키는 Counter 클래스가 다음과 같다고 가정한다.
class Counter {
int count = 0;
Counter() {
this.count++;
System.out.println(this.count);
}
}
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
Counter c1 = new Counter();
Counter c2 = new Counter();
}
}
위 Counter 클래스를 실행하면 다음과 같은 결과값이 나온다.
1
1
c1, c2 객체 생성시 생성자에서 객체변수인 count의 값을 1씩 증가하더라도 c1과 c2의 count는 서로 다른 메모리를 가리키고 있기 때문에 원하던 결과(카운트가 증가된 결과)가 나오지 않는다. 객체변수는 항상 독립적인 값을 갖기 때문에 당연한 결과이다.
class Counter {
static int count = 0;
Counter() {
count++; // count는 더이상 객체변수가 아니므로 this를 제거하는 것이 좋다.
System.out.println(count); // this 제거
}
}
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
Counter c1 = new Counter();
Counter c2 = new Counter();
}
}
int count = 0 앞에 static 키워드를 붙였더니 count 값이 공유되어 다음과 같이 count가 증가되어 출력된다.
1
2
보통 변수의 static 키워드는 프로그래밍시 메모리의 효율보다는 공유의 목적으로 훨씬 더 많이 사용한다.
static 메소드
static이라는 키워드가 메소드 앞에 붙으면 이 메소드는 스태틱 메소드(static method)가 된다.
class Counter {
static int count = 0;
Counter() {
count++;
System.out.println(count);
}
public static int getCount() {
return count;
}
}
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
Counter c1 = new Counter();
Counter c2 = new Counter();
System.out.println(Counter.getCount()); // 스태틱 메서드는 클래스를 이용하여 호출
}
}
Counter 클래스에 getCount() 라는 static 메소드가 추가되었다. 메소드 앞에 static 키워드를 붙이면 Counter.getCount() 와 같이 객체 생성없이 클래스를 통해 메서드를 직접 호출할 수 있다.
※ 스태틱 메소드 안에서는 객체변수 접근이 불가능 하다. 위 예에서는 count 변수가 static 변수이기 때문에 스태틱 메소드(static method)에서 접근이 가능하다.
보통 스태틱 메소드는 유틸리티성 메소드를 작성할 때 많이 사용된다. 예를 들어 "오늘의 날짜 구하기", "숫자에 콤마 추가하기" 등의 메소드를 작성할 때에는 클래스 메소드를 사용하는 것이 유리하다.
다음은 "날짜"를 구하는 Util 클래스의 예이다.
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
class Util {
public static String getCurrentDate(String fmt) {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(fmt);
return sdf.format(new Date());
}
}
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Util.getCurrentDate("yyyyMMdd")); // 오늘 날짜 출력
}
}
싱글톤 패턴 (singleton pattern)
디자인 패턴중 하나인 싱글톤은 static에 대한 개념이 있으면 싱글톤을 이해하는것이 어렵지 않다. 싱글톤은 단 하나의 객체만을 생성하게 강제하는 패턴이다. 즉 클래스를 통해 생성할 수 있는 객체는 Only One, 즉, 한 개만 되도록 만드는 것이 싱글톤이다.
// Sample.java
class Singleton {
private Singleton() {
}
}
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton = new Singleton(); // 컴파일 오류가 발생한다.
}
}
위와 같은 코드를 작성하면 컴파일 에러가 발생한다. 왜냐하면 Singleton 클래스의 생성자에 private 키워드로 다른 클래스에서 Singleton 클래스의 생성자로의 접근을 막았기 때문이다. 이렇게 생성자를 private 으로 만들어 버리면 다른 클래스에서 Singleton 클래스를 new 를 이용하여 생성할 수 없게 된다.
new를 이용하여 무수히 많은 객체를 생성한다면 싱글톤의 정의에 어긋난다. 그래서 일단 new로 객체를 생성할 수 없도록 막은 것이다.
Singletone 클래스의 객체를 생성하는 방법
다음처럼 코드를 작성 한다.
class Singleton {
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
return new Singleton(); // 같은 클래스이므로 생성자 호출이 가능하다.
}
}
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton = Singleton.getInstance();
}
}
위와 같이 코드를 변경하면 이제 getInstance라는 static 메소드를 이용하여 Singleton 클래스의 객체를 생성할수 있다. 하지만 getInstance를 호출 할 때마다 새로운 객체가 생성된다. 그렇다면 싱글톤이 아니다.
다음처럼 코드를 작성한다.
class Singleton {
private static Singleton one;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if(one==null) {
one = new Singleton();
}
return one;
}
}
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(singleton1 == singleton2); // true 출력
}
}
Singleton 클래스에 one 이라는 static 변수를 두고 getInstance 메소드에서 one 값이 null 인 경우에만 객체를 생성하도록 하여 one 객체가 딱 한번만 만들어지도록 했다.
getInstance 메소드의 동작원리
최초 getInstance가 호출 되면 one이 null이므로 new에 의해서 객체가 생성이 된다. 이렇게 한번 생성이 되면 one은 static 변수이기 때문에 그 이후로는 null이 아니게 된다. 그런 후에 다시 getInstance 메소드가 호출되면 이제 one은 null이 아니므로 이미 만들어진 싱글톤 객체인 one을 항상 리턴한다.
main 메소드에서 getInstance를 두번 호출하여 각각 얻은 객체가 같은 객체인지 조사 해 보았다. 역시 예상대로 "true"가 출력되어 같은 객체임을 확인 할 수 있다.
싱글톤 패턴은 static에 대한 이해만 있다면 참 알기쉬운 패턴 중 하나이다.
※ 위에서 예제로 든 싱글톤은 Thread Safe 하지는 않다.
'Language > Java' 카테고리의 다른 글
[Java] public 클래스 (0) | 2022.08.04 |
---|---|
[Java] JVM, JRE, JDK의 차이 (0) | 2022.08.04 |
[Java] 접근제어자 (Access Modifier) (0) | 2022.08.04 |
[Java] 패키지 (Package) (0) | 2022.08.04 |
[Java] 파일 입출력 (0) | 2022.08.04 |