240112 사용 제한자(static 변수와 메서드)

gayeon_ 2024. 1. 12. 15:55

사용 제한자(Usage Level modifier)

static

static 제한자는 변수, 메서드에 적용되는 자바의 키워드이다.
static 메서드나 변수는 해당 클래스의 객체 없이도 참조할 수 있다.
static 블록(static 메서드, 정적 초기화자) 안에는 static 변수만 사용해야하고, static 메서드만 호출할 수 있다. 즉 static 블록에서 non-static 멤버를 객체 생성 없이 직접 참조할 수 없다.
static 제한자는 지정된 변수와 메서드를 객체와 무관하게 만들어주기 때문에 this를 가질 수 없다.
static 메서드는 non-static 메서드로 재정의(Overriding) 될 수 없다.
대표적인 static 메서드는 애플리케이션의 main() 메서드다.
static에 단순히 블록({ })을 사용한 경우에는 정적 초기화자라고 부르며, static 변수를 초기화하는 역할을 가지고 클래스가 로딩될 때 main() 메서드가 있더라도 그보다 앞서 딱 한 번 실행된다.

static 예제

// Asean 클래스
package static_;

public class Asean {
	public String name;
	private int attendanceScore; // 출결점수
	private int finalTermScore; // 기말점수
	
	public static int presentationScore; // 29
	
	// presentationScore 빼고 초기화
	public Asean(String name, int attendanceScore, int finalTermScore) {
		this.name = name;
		this.attendanceScore = attendanceScore;
		this.finalTermScore = finalTermScore;
	}
	
	// 스태틱 블록 내부 코드는 프로그램 시작 시 즉시 자동으로 한 번 호출된다.
	static { // static은 this를 사용하지 못한다.
		presentationScore = 29;
	}
	
	public void showStudentScore() {
		System.out.println("학생명: " + this.name);
		System.out.println("출석 점수: " + this.attendanceScore);
		System.out.println("발표 점수: " + presentationScore);
		System.out.println("기말 점수: " + this.finalTermScore);
		System.out.println("최종성적: " + (this.attendanceScore + presentationScore + this.finalTermScore));
		System.out.println("---------------------------");
	}
}

// 메인 메서드
package static_;

public class MainClass {

	public static void main(String[] args) {
		// 인스턴스 생성 전부터 이미 조회 가능한 팀점수
		System.out.println(Asean.presentationScore);
		
		// 학생 4명 생성
		Asean a1 = new Asean("춘식이", 5, 30);
		Asean a2 = new Asean("라이언", 7, 20);
		Asean a3 = new Asean("콘", 6, 18);
		Asean a4 = new Asean("무지", 8, 22);
		
		a1.showStudentScore();
		a2.showStudentScore();
		a3.showStudentScore();
		a4.showStudentScore();

		// 어떤 인스턴스를 활용해도 팀 점수 조회가 가능하다.
		System.out.println(a1.presentationScore);
		System.out.println(a2.presentationScore);
		System.out.println(a3.presentationScore);
		System.out.println(a4.presentationScore);
	}

}

위 코드의 메모리 구조를 스텝별로 확인할 것이다.

T메모리 구조

프로그램 시작 시 클래스 로더가 asean 클래스 구조부터 스태틱 영역에 올린다.

그리고 static 변수인 presentationScore가 스태틱 영역에 올라가며 이후로 다시는 실행되지 않는다.

그 후에 메인 영역이 생기는 것이다.

7번 라인에서 presentationScore를 출력할 때 메모리 구조는 위와 같다.

a1 객체 생성 후의 메모리 구조다.

※ this를 사용하지 못하는 이유

static 변수는 힙 영역에 저장되지 않기 때문에

주소로 참조하는 this 키워드를 사용할 수 없다.

+ 디버깅할 때도 변수 목록에서 static 변수를 찾아볼 수 없다.

정적 변수(static field)

static 변수는 모든 객체들이 공유하는 공유변수가 된다.
객체 생성 없이 클래스 이름만으로 참조가 가능합니다.
정적 변수는 객체를 만들어 참조할 수도 있지만, 객체를 만들지 않고 클래스 이름만으로도 참조가 가능하기 때문에 이를 "클래스 변수"라고도 부른다.

정적 메서드(static method)

static 메서드는 static 변수와 마찬가지로 해당 클래스의 객체 생성 없이도 참조가 가능하다.
static 메서드에서 멤버를 참조할 때 주의해야 할 사항은 "static 메서드 안에서는 non-static 멤버를 객체 생성 없이 직접 참조할 수 없다"는 것이다.
static 메서드 안에서는 static 변수를 선언할 수 없다.

스태틱 메서드 예제

package static_;

public class Asean {
	public String name;
	private int attendanceScore; // 출결점수
	private int finalTermScore; // 기말점수
	
	// public static int presentationScore; // 29 변수용
	private static int presentationScore; // 29 메서드용
	
	// presentationScore 빼고 초기화
	public Asean(String name, int attendanceScore, int finalTermScore) {
		this.name = name;
		this.attendanceScore = attendanceScore;
		this.finalTermScore = finalTermScore;
	}
	
	// 스태틱 블록 내부 코드는 프로그램 시작 시 즉시 자동으로 한 번 호출된다.
	static { // static은 this를 사용하지 못한다.
		presentationScore = 29;
	}
	// 스태틱 메서드도 객체 없이 바로 호출 가능하다.
	public static void showPresentationScore() {
		System.out.println(presentationScore);
	}
	
	// 이 메서드는 객체 생성하고 나서 사용 가능한 메서드.
	public void showStudentScore() {
		System.out.println("학생명: " + this.name);
		System.out.println("출석 점수: " + this.attendanceScore);
		System.out.println("발표 점수: " + presentationScore);
		System.out.println("기말 점수: " + this.finalTermScore);
		System.out.println("최종성적: " + (this.attendanceScore + presentationScore + this.finalTermScore));
		System.out.println("---------------------------");
	}
}

package static_;

public class MainClass {

	public static void main(String[] args) {
    
		// 스태틱 메서드도 스태틱 변수처럼 객체 생성 이전에 할당된다.
		Asean.showPresentationScore();
		
		// 어떤 인스턴스를 활용해도 팀 점수 조회가 가능하다.
//		System.out.println(a1.presentationScore); // 변수가 private이 되면 호출 불가능해진다.
//		System.out.println(a2.presentationScore);
//		System.out.println(a3.presentationScore);
//		System.out.println(a4.presentationScore);
	}

}

presentationScore가 private이 되면 메인 메서드에서 직접적으로 호출 불가능해진다.

또한 기존에 있던 showStudentScore() 메서드도 객체 생성 후 사용 가능하기 때문에 객체 없이 사용 불가능하다.

이때 스태틱 메서드를 선언하면 private static 변수도 호출할 수 있다.

정적 메서드 또한 최초 실행 시 가장 먼저 스태틱 영역에 생성된다.

정적 초기화자(static initializer)

정적 초기화자는 static 변수들의 초기화에 사용한다. 일반 멤버변수는 생성자에서 초기화하지만 static 변수는 객체 생성 없이도 사용해야하므로 생성자를 통해 초기화할 수 없다.
그래서 static 변수는 정적초기화자를 통해 초기화를 한다.
정적 초기화자는 클래스가 로딩될 때 생성자와 main() 메서드에 앞서 오직 단 한 번만 실행되기 때문에 애플리케이션 실행 중 반드시 한번만 실행되어야 할 로직이 있다면 이곳에 기술하여 사용될 수 있다.

static {
	클래스 내부에서 스태틱 변수를 초기화 시키는 코드들...
}