[JAVA 중급 스터디 - 4~5회차] static

static 변수

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static

• static 키워드는 주로 멤버 변수와 메서드에 사용된다.

static의 필요성

• static 변수는 쉽게 이야기해서 클래스인 붕어빵 틀이 특별히 관리하는 변수이다.
  • 붕어빵 틀은 1개이므로 클래스 변수도 하나만 존재한다.
  • 반면, 인스턴스 변수는 붕어빵인 인스턴스의 수 만큼 존재한다.

static 변수

public class Data {
    public String name;
    public static int count; //static
}

• 멤버변수는 static이 붙은 것 / 아닌 것으로 분류한다.
• 인스턴스 변수
  • static이 붙지 않은 멤버 변수
    • ex. name
  • 인스턴스를 생성해야만 사용 가능
  • 인스턴스에 소속됨
  • 인스턴스를 만들 때마다 생성됨
• 클래스 변수 (정적 변수, static 변수)
  • static이 붙은 멤버 변수
    • ex. count
  • 인스턴스와 무관하게 클래스에 바로 접근하여 사용 가능
  • 클래스 자체에 소속되어 있음
  • 자바 프로그램을 시작할 때 오직 1개만 만들어짐.
  • 인스턴스와 달리 보통 여러곳에서 공유하는 목적으로 사용됨

 

변수와 생명주기

지역변수

• 스택 영역의 스택 프레임 내부에 보관됨
• 메서드가 종료되면 스택 프레임도 종료됨. 이때, 해당 스택 프레임에 포함된 지역 변수도 함께 제거됨
  
  -> 지역변수는 생존 주기가 짧음!

인스턴스 변수

• 인스턴스에 있는 멤버 변수
• 힙 영역을 사용함
• 힙 영역은 가비지 컬렉션이 발생하기 전까지는 생존함.
  
  -> 일반적으로 지역변수보다 생존 주기가 길다.

클래스 변수

• 메서드 영역의 static 영역에 보관되는 변수
• 메서드 영역은 프로그램 전체에서 사용하는 공용공간임.
• 클래스가 JVM에 로딩되는 순간 생성됨

❓ 클래스가 JVM에 로딩된다는 것은 무슨 의미일까?
- 해당 클래스가 사용될 준비가 되었다는 것을 의미함.
- 이 과정에서 클래스의 데이터가 메서드 영역에 배치됨.
- But, 프로그램을 시작할 때 모든 클래스와 클래스 변수가 JVM에 한번에 로딩되지는 않음.
- 클래스는 필요할 때 동적으로 로딩됨.

❓ 클래스가 JVM에 로딩되는 시점은 언제일까?
- 해당 클래스의 인스턴스가 처음으로 생성될 때
- 해당 클래스의 static 멤버(변수나 메서드)에 접근할 때
- Class.forName() 메서드를 통해 명시적으로 해당 클래스를 로딩될때


✏️ 클래스가 로딩되는 순간, 클래스 변수도 초기화됨.
-> 메서드 영역의 static 영역에 할당됨. 그리고, JVM이 종료될 때까지 그 생명주기가 유지됨.
=> 클래스 변수는 해당 클래스의 모든 인스턴스에 의해 공유되며, 클래스가 로드된 후부터 JVM이 종료될 때까지 계속 존재하게 된다.

 

 

• JVM이 종료될 때까지 생존주기가 이어짐
  
  -> 생존 주기가 가장 김!

생명 주기 : 지역 변수 < 인스턴스 변수 < 클래스 변수

 

💡 static이 정적인 이유

• 힙 영역에 생성되는 인스턴스 변수는 동적으로 생성&제거됨.
• 반면, 정적 변수인 static 은 프로그램 실행 시점에 만들어지고, 프로그램 종료 시점에 제거됨.

 

정적 변수 접근 방법

• static 변수는 클래스를 통해 바로 접근할 수도 있고, 인스턴스를 통한 접근도 가능하다

package static1;
public class DataCountMain {
	public static void main(String[] args) {
		Data data1 = new Data("A");
		Data data2 = new Data("B");
		
		//인스턴스를 통한 접근
		System.out.println("A count=" + data2.count); //2
		
		//클래스를 통합 접근
		System.out.println(Data.count); //2
	}
}

//둘의 차이는 없다. 둘다 결과적으로 정적 변수에 접근한다.

• data2.count : 인스턴스를 통한 접근
• • 정적 변수의 경우, 인스턴스를 통한 접근은 비추!
    • 코드를 읽을 때 마치 인스턴스 변수에 접근하는 것처럼 보일 수 있기 때문
• Data.count : 클래스를 통한 접근
  • 정적 변수에 접근할 때는 클래스를 통해서 접근하자. (클래스에서 공용으로 관리하기 때문에 클래스를 통한 접근이 더 명확함)

 

static 메서드

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static 메서드의 필요성

인스턴스 메서드 활용

package static2;
public class DecoUtil {
    public String deco(String str) {
        String result = "*" + str + "*";
        return result;
    }
}

package static2;
public class DecoMain {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello java";
        DecoUtil utils = new DecoUtil(); //객체생성
        String deco = utils.deco(s); //객체를 통해 메서드 호출
        System.out.println("before: " + s);
        System.out.println("after: " + deco);
    }
}

before: hello java
after: *hello java*

• deco() 메서드를 호출하려면 DecoUtil의 인스턴스를 먼저 생성해햐 함.
• deco() 기능은 단순히 기능만 제공할 뿐임. => 메서드 하나만의 사용을 위해 인스턴스를 생성하는 것은 불편하다.

 

static 메서드 활용

package static2;
public class DecoUtil {
    public static String deco(String str) {
        String result = "*" + str + "*";
        return result;
    }
}

package static2;
public class DecoMain {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello java";
        String deco = DecoUtil.deco(s); //클래스를 통한 메서드 호출
        System.out.println("before: " + s);
        System.out.println("after: " + deco);
 }
}

package static2;
public class DecoMain {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello java";
        String deco = DecoUtil.deco(s); //클래스를 통한 메서드 호출
        System.out.println("before: " + s);
        System.out.println("after: " + deco);
 }
}

before: hello java
after: *hello* java

• static이 붙은 정적 메서드는 객체 생성 없이 클래스명 + .(dot) + 메서드명 으로 바로 호출 가능
• ❓ 인스턴스 메서드가 객체를 통한 접근만 가능한 이유*
  인스턴스 메서드, static 메서드 모두 메서드 영역에 저장된다.
  그런데, static 메서드 클래스를 통한 접근이 가능하고, 인스턴스 메서드는 클래스를 통한 접근이 불가능하다.
• 인스턴스 메서드는 객체가 생성되어야만 해당 메서드에 접근할 수 있도록 설계되어있기 때문!(저장구조의 차이가 아니다.)
  • ex) String 객체가 생성되어야만 length메서드 사용 가능

    String example = "Hello, World!";
    int length = example.length();

 

static 메서드 사용 방법

• 정적 메서드는 객체의 생성 없이도 클래스에 있는 메서드를 바로 호출할 수 있다.
• But, 정적 메서드는 언제나 사용할 수 있는 것이 아님!
• static 메서드는 static만 사용가능하다.
  • 클래스 내부 기능을 사용할 때,
    • 정적 메서드는 static이 붙은 정적 메서드 or 정적 변수만 사용 가능
    • 정적 메서드는 인스턴스 변수 or 인스턴스 메서드 사용 불가능
• static의 호출은 모든 곳에서 가능하다.
  • 정적 메서드는 공용기능!
  • 접근 제어자만 허락한다면 클래스를 통해 어디에서나 static 호출이 가능.

 

static 메서드 용어

• 클래스 메서드 : static이 붙은 멤버 메서드
  • 인스턴스와 무관하게 클래스에 바로 접근하여 사용 가능
  • 클래스 자체에 소속됨
• 인스턴스 메서드 : static이 붙지 않은 멤버 메서드
  • 인스턴스를 생성해야 사용 가능
  • 인스턴스에 소속됨

 

static 메서드 접근법

• 인스턴스를 통한 접근 : data3.staticCall()
  • 정적 메서드의 경우, 인스턴스를 통한 접근은 비추!
    • 코드를 읽을 때 마치 인스턴스 메서드에 접근하는 것 처럼 오해할 수 있기 때문
• 클래스를 통한 접근 : DecoData.staticCall()
  • 정적 메서드에 접근할 때는 클래스를 통해서 접근하자. (정적메서드는 클래스에서 공용으로 관리되기 때문에 클래스를 통한 접근이 더 명확!)