7. 자바 메모리 구조와 static

 

자바 메모리 구조

자바 메모리 구조 - 비유

 

자바의 메모리 구조는 크게 메서드 영역, 스택 영역, 힙 영역 3개로 나눌 수 있다.

• 메서드 영역: 클래스 정보를 보관한다. 이 클래스 정보가 붕어빵 틀이다.
  • 붕어빵 틀인 클래스들이 보관된다고 보면 된다.
• 스택 영역: 실제 프로그램이 실행되는 영역이다. 메서드를 실행할 때마다 하나씩 쌓인다.
  • stack 영역은 메서드가 호출할 때마다 stack 프레임이 쌓이고 stack 프레임에서 지역변수들이 관리된다.
• 힙 영역: 객체(인스턴스)가 생성되는 영역이다. new 명령어를 사용하면 이 영역을 사용한다. 쉽게 이야기해서 붕어빵 틀로부터 생성된 붕어빵이 존재하는 공간이다. 참고로 배열도 이 영역에 생성된다.
  • 붕어빵 틀인 클래스가 찍어낸 진짜 붕어빵들(인스턴스)이 존재하는 영역이다.

자바가 실행이 되면 위와 같은 메모리 구조를 가지고 JVM이라는 게 이런 메모리 구조를 내부에서 동작한다고 보면 된다.

 

자바 메모리 구조 - 실제

• 메서드 영역(Method Area): 메서드 영역은 프로그램을 실행하는데 필요한 공통 데이터를 관리한다. 이 영역은 프로그램의 모든 영역에서 공유한다.
  • 자바가 처음 실행되면 클래스 정보를 읽고 해당 클래스 정보들을 메서드 영역에 올린다.
  • 클래스 정보: 클래스의 실행 코드(바이트 코드), 필드, 메서드와 생성자 코드 등 모든 실행 코드가 존재한다.
  • static 영역:static변수들을 보관한다. 뒤에서 자세히 설명한다.
  • 런타임 상수 풀: 프로그램을 실행하는데 필요한 공통 리터럴 상수를 보관한다. 예를 들어서 프로그램에"hello"라는 리터럴 문자가 있으면 이런 문자를 공통으로 묶어서 관리한다. 이 외에도 프로그램을 효율적으로 관리하기 위한 상수들을 관리한다.
• 스택 영역(Stack Area): 자바 실행 시, 하나의 실행 스택이 생성된다. 각 스택 프레임은 지역 변수, 중간 연산 결과, 메서드 호출 정보 등을 포함한다.
  • 스택 프레임: 스택 영역에 쌓이는 네모 박스가 하나의 스택 프레임이다. 메서드를 호출할 때마다 하나의 스택 프레임이 쌓이고, 메서드가 종료되면 해당 스택 프레임이 제거된다.
  • 스택 프레임에는 매개변수, 지역변수들이 저장된다.
• 힙 영역(Heap Area): 객체(인스턴스)와 배열이 생성되는 영역이다. 가비지 컬렉션(GC)이 이루어지는 주요 영역이며, 더 이상 참조되지 않는 객체는 GC에 의해 제거된다.
  • new를 사용해서 생성한 인스턴스는 전부 힙 영역에 존재한다.

참고: 스택 영역은 더 정확히는 각 스레드별로 하나의 실행 스택이 생성된다. 따라서 스레드 수만큼 스택 영역이 생성된다. 지금은 스레드를 1개만 사용하므로 스택 영역도 하나이다. 스레드에 대한 부분은 멀티 스레드를 학습해야 이해할 수 있다.

참고: 클래스에 있는 멤버 변수, 메서드, 생성자 등의 코드가 컴파일 시점에 바이트코드(이진수 형태)로 변환되어, 실행 시 메서드 영역에 로드됩니다. 이 메서드 영역에는 클래스에 관련된 정보들이 클래스 단위로 저장되며, 이는 모든 스레드가 공유하는 영역입니다.

메서드 코드는 메서드 영역에

 

자바에서 특정 클래스로 100개의 인스턴스를 생성하면, 힙 메모리에 100개의 인스턴스가 생긴다.

각각의 인스턴스는 내부에 변수와 메서드를 가진다.

같은 클래스로 부터 생성된 객체라도, 인스턴스 내부의 변수 값은 서로 다를 수 있지만, 메서드는 공통된 코드를 공유한다.

따라서 객체가 생성될 때, 인스턴스 변수에는 메모리가 할당되지만, 메서드 코드에 대한 새로운 메모리 할당은 없다.

메서드는 메서드 영역에서 공통으로 관리되고 실행된다.

정리하면 인스턴스의 메서드를 호출하면 실제로는 메서드 영역에 있는 코드를 불러서 수행한다.

• 인스턴스마다 필드들은 힙 영역의 메모리가 따로 할당이 되어야 한다.
• 메서드 코드는 인스턴스가 달라도 똑같다. 그래서 메서드 영역에서 공통으로 관리된다.
• 인스턴스 메서드를 호출하면 메서드 영역에서 코드를 불러와서 실행한다.

정리

클래스의 인스턴스(객체)가 생성될 때, 힙 메모리에 해당 객체의 상태(필드)를 저장할 공간이 할당된다.

여기서 ‘변수를 가진다’는 말은 객체의 상태를 나타내는 필드 값들이 힙에 저장된다는 의미이다.

‘메서드를 가진다’라는 말은 실제로 메서드의 코드 자체가 각 객체마다 힙 메모리에 복사되어 저장되는 것은 아니다.

메서드는 모든 객체가 공유하여 사용할 수 있는데, 이는 메서드 영역에 한 번만 저장되며, 객체는 이 메서드 영역의 코드를 공유하여 사용한다. 따라서, 객체가 메서드를 ‘가진다’는 표현은 객체가 메서드 영역에 저장된 메서드를 호출할 수 있다는 의미로 이해하면 된다.

스택 영역

다음 코드를 실행하면 스택 영역에서 어떤 변화가 있는지 확인해보자.

public class JavaMemoryMain1 {
	public static void main(String[] args) {
	  System.out.println("main start");
	  method1(10);
	  System.out.println("main end");
	}
	
	static void method1(int m1) {
	  System.out.println("method1 start");
	  int cal = m1 * 2;
	  method2(cal);
	  System.out.println("method1 end");
	}
	 
	static void method2(int m2) {
	  System.out.println("method2 start");
	  System.out.println("method2 end");
	}
}

실행 결과

main start
method1 start
method2 start
method2 end
method1 end
main end

 

호출 그림

• 처음 자바 프로그램을 실행하면 main()을 실행한다. 이때 main() 을 위한 스택 프레임이 하나 생성된다.
  • main() 스택 프레임은 내부에 args라는 매개변수를 가진다. args는 뒤에서 다룬다.
• main()은 method1()을 호출한다. method1() 스택 프레임이 생성된다.
  • method1() 은 m1, cal 지역 변수(매개변수 포함)를 가지므로 해당 지역 변수들이 스택 프레임에 포함된다.
• method1()은 method2()를 호출한다. method2() 스택 프레임이 생성된다.
  • method2()는 m2지역변수(매개변수 포함)를 가지므로 해당 지역 변수가 스택 프레임에 포함된다.

종료 그림

• method2()가 종료된다. 이때 method2() 스택 프레임이 제거되고, 매개변수 m2도 제거된다. method2() 스택 프레임이 제거되었으므로 프로그램은 method1()로 돌아간다. 물론 method1()을 처음부터 시작하는 것이 아니라 method1()에서 method2()를 호출한 지점으로 돌아간다.
• method1()이 종료된다. 이때 method1() 스택 프레임이 제거되고, 지역 변수(매개변수 포함) m1 , cal도 제거된다. 프로그램은 main()으로 돌아간다.
• main()이 종료된다. 더 이상 호출할 메서드가 없고, 스택 프레임도 완전히 비워졌다. 자바는 프로그램을 정리하고 종료한다.

정리

• 자바는 스택 영역을 사용해서 메서드 호출과 지역 변수(매개변수 포함)를 관리한다.
• 메서드를 계속 호출하면 스택 프레임이 계속 쌓인다.
• 지역 변수(매개변수 포함)는 스택 영역에서 관리한다.
• 스택 프레임이 종료되면 지역 변수도 함께 제거된다.
• 스택 프레임이 모두 제거되면 프로그램도 종료된다

스택 영역과 힙 영역

이번에는 스택 영역과 힙 영역이 함께 사용되는 경우를 알아보자.

public class Data {
	private int value;
	
	public Data(int value) {
		this.value = value;
	}
	public int getValue() {
		return value;
	}
}

public class JavaMemoryMain2 {
  public static void main(String[] args) {
	  System.out.println("main start");
	  method1();
	  System.out.println("main end");
  }
  
  static void method1() {
	  System.out.println("method1 start");
	  Data data1 = new Data(10);
	  method2(data1);
	  System.out.println("method1 end");
  }
  
  static void method2(Data data2) {
	  System.out.println("method2 start");
	  System.out.println("data.value=" + data2.getValue());
	  System.out.println("method2 end");
  }
}

• main() ⇒ method1() ⇒ method2() 순서로 호출하는 단순한 코드이다.
• method1()에서 Data클래스의 인스턴스를 생성한다.
• method1()에서 method2()를 호출할 때 매개변수에 Data 인스턴스의 참조값을 전달한다.

그림을 통해 순서대로 알아보자.

• 처음 main() 메서드를 실행한다. 그러면 main() 스택 프레임이 생성된다

 

• main()에서 method1()을 실행한다. 그러면 method1() 스택 프레임이 생성된다.
• method1()은 지역 변수로 Data data1을 가지고 있다. 이 지역 변수도 스택 프레임에 포함된다.
• method1()은 new Data(10)를 사용해서 힙 영역에 Data인스턴스를 생성한다. 그리고 참조값을 data1에 보관한다.

• method1()은 method2()를 호출하면서 Data data2 매개변수에 x001참조값을 넘긴다.
• 이제 method1()에 있는 data1과 method2()에 있는 data2 지역 변수(매개변수 포함)는 둘 다 같은 x001 인스턴스를 참조한다.

 

• method2()가 종료된다. 따라서 method2()의 스택 프레임이 제거되면서 매개변수 data2도 함께 제거된다.
• method1()이 종료된다. 따라서 method1()의 스택 프레임이 제거되면서 지역 변수 data1 도 함께 제거된다.

 

• method1()이 종료된 직후의 상태를 보자.
• method1()의 스택 프레임이 제거되고 지역 변수 data1 도 함께 제거되었다
• 이제 x001 참조값을 가진 Data 인스턴스를 참조하는 곳이 더는 없다.
• 참조하는 곳이 없으므로 사용되는 곳도 없다. 결과적으로 프로그램에서 더는 사용하지 않는 객체인 것이다.
• 이런 객체는 메모리만 차지하게 돼서 GC(가비지 컬렉션)은 이렇게 참조가 모두 사라진 인스턴스를 찾아서 메모리에서 제거한다.

참고: 힙 영역 외부가 아닌, 힙 영역 안에서만 인스턴스끼리 서로 참조하는 경우에도 GC의 대상이 된다.

정리

지역 변수는 스택 영역에, 객체(인스턴스)는 힙 영역에 관리되는 것을 확인했다. 이제 나머지 하나가 남았다. 바로 메서드 영역이다. 메서드 영역이 관리하는 변수도 있다. 이것을 이해하기 위해서는 먼저 static 키워드를 알아야 한다. static 키워드는 메서드 영역과 밀접한 연관이 있다.

static 변수1

static 키워드는 주로 멤버 변수와 메서드에 사용된다.

먼저 멤버 변수에 static 키워드가 왜 필요한지 이해하기 위해 간단한 예제를 만들어보자.

 public class Data1 {
	 public String name;
	 public int count;
	 
	 public Data1(String name) {
		 this.name = name;
		 count++;
	 }
 }

 public class DataCountMain1 {
	 public static void main(String[] args) {
	 
		 Data1 data1 = new Data1("A");
		 System.out.println("A count=" + data1.count);
		 
		 Data1 data2 = new Data1("B");
		 System.out.println("B count=" + data2.count);
		 
		 Data1 data3 = new Data1("C");
		 System.out.println("C count=" + data3.count);
	 }
 }

인스턴스에 사용되는 멤버 변수 count 값은 인스턴스끼리 서로 공유되지 않는다. 즉 인스턴스가 생성될 때마다 멤버 변수 count는 독립적인 값이다. 이러한 값을 공유하기 위해서는 어떻게 하면 좋을까?

static 변수2

static 변수 사용

특정 클래스에서 공용으로 함께 사용할 수 있는 변수를 만들 수 있다면 편리할 것이다.

static 키워드를 사용하면 공용으로 함께 사용하는 변수를 만들 수 있다.

public class Data3 {
	public String name;
	public static int count; //static
	
	public Data3(String name) {
		this.name = name;
		count++;
	}
}

• static int count 부분을 보면 변수 타입(int) 앞에 static 키워드가 붙어있다.
• 이렇게 멤버 변수에 static을 붙이게 되면 static 변수, 정적 변수 또는 클래스 변수라 한다.
• 객체가 생성되면 생성자에서 정적 변수 count의 값을 하나 증가시킨다.

 

public class DataCountMain3 {
	public static void main(String[] args) {
		Data3 data1 = new Data3("A");
		System.out.println("A count=" + Data3.count);
		
		Data3 data2 = new Data3("B");
		System.out.println("B count=" + Data3.count);
		
		Data3 data3 = new Data3("C");
		System.out.println("C count=" + Data3.count);
	}
}

코드를 보면 count 정적 변수에 접근하는 방법이 조금 특이한데 Data3.count 와 같이 클래스명에 .(dot)을 사용한다.

마치 클래스에 직접 접근하는 것처럼 느껴진다.

 

• static이 붙은 멤버 변수는 메서드 영역에서 관리한다.
  • static이 붙은 멤버 변수 count는 인스턴스 영역에 생성되지 않는다. 대신에 메서드 영역에서 이 변수를 관리한다.
• Data3("A") 인스턴스를 생성하면 생성자가 호출된다
• 생성자에는 count++ 코드가 있다. count는 static 이 붙은 정적 변수다. 정적 변수는 인스턴스 영역이 아니라 메서드 영역에서 관리한다. 따라서 이 경우 메서드 영역에 있는 count의 값이 하나 증가된다.

static이 붙은 정적 변수에 접근하려면 Data3.count 와 같이 클래스명 + .(dot) + 변수명으로 접근하면 된다.

참고로 Data3의 생성자와 같이 자신의 클래스에 있는 정적 변수라면 클래스명을 생략할 수 있다

정리

static 변수는 쉽게 이야기해서 클래스인 붕어빵 틀이 특별히 관리하는 변수이다.

붕어빵 틀은 1개이므로 클래스 변수도 하나만 존재한다.

반면에 인스턴스 변수는 붕어빵인 인스턴스의 수만큼 존재한다.

클래스는 처음에 자바 로딩될 때 하나만 존재한다. 그래서 static 변수도 하나만 존재한다.

자바프로그램 JVM이 동작하면 메서드 영역에 클래스 정보를 쫙 불러들인다.

그때 static이 있으면 메모리에 할당된다.

static3 변수3

이번에는 static변수를 정리해 보자.

용어 정리

 public class Data3 {
    public String name;
    public static int count; //static
 }

예제 코드에서 name, count는 둘 다 멤버 변수(필드)이다. 멤버 변수(필드)는 static이 붙은 것과 아닌 것에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

멤버 변수(필드)의 종류

• 인스턴스 변수: static이 붙지 않은 멤버 변수, 예) name
  • static이 붙지 않은 멤버 변수는 인스턴스를 생성해야 사용할 수 있고, 인스턴스에 소속되어 있다.
  • 이러한 변수는 인스턴스를 통해 접근이 가능하다. 따라서 인스턴스 변수라 한다.
  • 인스턴스 변수는 인스턴스를 만들 때마다 새로 만들어진다.
• 클래스 변수: static이 붙은 멤버 변수, 예) count
  • 클래스 변수, 정적 변수, static변수등으로 부른다. 용어를 모두 사용하니 주의하자
  • static이 붙은 멤버 변수는 인스턴스와 무관하게 클래스에 바로 접근해서 사용할 수 있고, 클래스 자체에 소속되어 있다.
  • 이러한 변수는 클래스를 통해 접근이 가능하다. 따라서 클래스 변수라 한다.
  • 클래스 변수는 자바 프로그램을 시작할 때 딱 1개가 만들어진다.
  • 인스턴스와는 다르게 보통 여러 곳에서 공유하는 목적으로 사용된다

변수와 생명주기

• 지역 변수(매개변수 포함): 지역 변수는 스택 영역에 있는 스택 프레임 안에 보관된다. 메서드가 종료되면 스택 프레임도 제거되는데 이때 해당 스택 프레임에 포함된 지역 변수도 함께 제거된다. 따라서 지역 변수는 생존 주기가 짧다.
• 인스턴스 변수: 인스턴스에 있는 멤버 변수를 인스턴스 변수라 한다. 인스턴스 변수는 힙 영역을 사용한다. 힙 영역은 GC(가비지 컬렉션)가 발생하기 전까지는 생존하기 때문에 보통 지역 변수보다 생존 주기가 길다.
• 클래스 변수: 클래스 변수는 메서드 영역의 static 영역에 보관되는 변수이다. 메서드 영역은 프로그램 전체에서 사용하는 공용 공간이다. 클래스 변수는 해당 클래스가 JVM에 로딩되는 순간 생성된다. 그리고 JVM이 종료될 때까지 생명주기가 어어진다. 따라서 가장 긴 생명주기를 가진다

static이 정적이라는 이유는 바로 여기에 있다. 힙 영역에 생성되는 인스턴스 변수는 동적으로 생성되고, 제거된다. 반면에 static 인 정적 변수는 거의 프로그램 실행 시점에 딱 만들어지고, 프로그램 종료 시점에 제거된다. 정적 변수는 이름 그대로 정적이다.

정적 변수 접근 법

static변수는 클래스를 통해 바로 접근할 수도 있고, 인스턴스를 통해서도 접근할 수 있다. DataCountMain3 마지막 코드에 다음 부분을 추가하고 실행해 보자.

DataCountMain3 - 추가

//추가
//인스턴스를 통한 접근
Data3 data4 = new Data3("D");
System.out.println(data4.count);

//클래스를 통합 접근
System.out.println(Data3.count);

실행 결과 - 추가된 부분

4
4

둘의 차이는 없다. 둘 다 결과적으로 정적 변수에 접근한다.

인스턴스를 통한 접근 data4.count

• 정적 변수의 경우 인스턴스를 통한 접근은 추천하지 않는다.
• 왜냐하면 코드를 읽을 때 마치 인스턴스 변수에 접근하는 것처럼 오해할 수 있기 때문이다.
• 인스턴스를 통해 정적 변수에 접근해도 결국에는 static 영역에 접근해서 사용한다.

클래스를 통한 접근 Data3.count

• 정적 변수는 클래스에서 공용으로 관리하기 때문에 클래스를 통해서 접근하는 것이 더 명확하다.
• 따라서 정적 변수에 접근할 때는 클래스를 통해서 접근하자

static 메서드1

이번에는 static이 붙은 메서드에 대해 알아보자.

인스턴스 메서드

public class DecoUtil1 {
	public String deco(String str) {
		String result = "*" + str + "*";
		return result;
	}
}

public class DecoMain1 {
	public static void main(String[] args) {
		String s = "hello java";
		DecoUtil1 utils = new DecoUtil1();
		String deco = utils.deco(s);
		System.out.println("before: " + s);
		System.out.println("after: " + deco);
	}
}

앞서 개발한 deco() 메서드를 호출하기 위해서는 DecoUtil1의 인스턴스를 먼저 생성해야 한다.

그런데 deco()라는 기능은 멤버 변수도 없고, 단순히 기능만 제공할 뿐이다.

인스턴스가 필요한 이유는 멤버 변수(인스턴스 변수)등을 사용하는 목적이 큰데, 이 메서드는 사용하는 인스턴스 변수도 없고 단순히 기능만 제공한다.

static 메서드

public class DecoUtil2 {
	public static String deco(String str) {
		String result = "*" + str + "*";
		return result;
	}
}

public class DecoMain2 {
	public static void main(String[] args) {
	  String s = "hello java";
	  String deco = DecoUtil2.deco(s);
	  System.out.println("before: " + s);
	  System.out.println("after: " + deco);
	}
}

DecoUtil2는 앞선 예제와 비슷한데, 메서드 앞에 static 이 붙어있다. 이 부분에 주의하자.

이렇게 하면 정적 메서드를 만들 수 있다.

그리고 이 정적 메서드는 정적 변수처럼 인스턴스 생성 없이 클래스 명을 통해서 바로 호출할 수 있다.

DecoUtil2.deco(s) 코드를 보자. static 이 붙은 정적 메서드는 객체 생성 없이 클래스명 + .(dot) + 메서드 명으로 바로 호출할 수 있다. 정적 메서드 덕분에 불필요한 객체 생성 없이 편리하게 메서드를 사용했다.

클래스 메서드

메서드 앞에도 static을 붙일 수 있다. 이것을 정적 메서드 또는 클래스 메서드라 한다.

정적 메서드라는 용어는 static이 정적이라는 뜻이기 때문이고,

클래스 메서드라는 용어는 인스턴스 생성 없이 마치 클래스에 있는 메서드를 바로 호출하는 것처럼 느껴지기 때문이다.

인스턴스를 만들 필요도 없고 단순히 기능만 필요할 때 사용하면 된다.

인스턴스 메서드

static이 붙지 않은 메서드는 인스턴스를 생성해야 호출할 수 있다. 이것을 인스턴스 메서드라 한다.

static 메서드2

정적 메서드 사용법

• static 메서드는 static만 사용할 수 있다.
  • 클래스 내부의 기능을 사용할 때, 정적 메서드는 static 이 붙은 정적 메서드나 정적 변수만 사용할 수 있다.
  • 클래스 내부의 기능을 사용할 때, 정적 메서드는 인스턴스 변수나, 인스턴스 메서드를 사용할 수 없다.
• 반대로 모든 곳에서 static을 호출할 수 있다.
  • 정적 메서드는 공용 기능이다. 따라서 접근 제어자만 허락한다면 클래스를 통해 모든 곳에서 static을 호출할 수 있다.

static 메서드 본인은 static이 붙은 것밖에 호출을 못한다.

반대로 static 메서드의 접근제어자가 열려 있으면 여러 인스턴스들은 static 메서드를 호출할 수 있다.

 

public class DecoData {
    private int instanceValue;
    private static int staticValue;

    public static void staticCall() {
        //instanceValue++; //인스턴스 변수 접근, compile error
        //instanceMethod(); //인스턴스 메서드 접근, compile error
        
        staticValue++; //정적 변수 접근
        staticMethod(); //정적 메서드 접근
    }
    public void instanceCall() {
        instanceValue++; //인스턴스 변수 접근
        instanceMethod(); //인스턴스 메서드 접근

        staticValue++; //정적 변수 접근
        staticMethod(); //정적 메서드 접근
    }
    
    private void instanceMethod() {
        System.out.println("instanceValue=" + instanceValue);
    }
    private static void staticMethod() {
        System.out.println("staticValue=" + staticValue);
    }
}

• staticValue++;
  • 위 staticValue++는 사실 DecoData.staticValue++; 와 같다
  • 즉 static 변수나 메서드에 접근을 하려면 반드시 클래스명. 을 통해 접근을 해야 한다.
  • 자신의 클래스에 있는 정적 변수라면 클래스명을 생략할 수 있어 static을 생략했다.
  • 쉽게 말해 staticValue++ 을 했지만 실제로는 DecoData.staticValue++을 한 거다.

정적 메서드가 인스턴스의 기능을 사용할 수 없는 이유

정적 메서드는 클래스의 이름을 통해 바로 호출할 수 있다. 그래서 인스턴스처럼 참조값의 개념이 없다.

특정 인스턴스의 기능을 사용하려면 참조값을 알아야 하는데, 정적 메서드는 참조값 없이 호출한다.

따라서 정적 메서드 내부에서 인스턴스 변수나 인스턴스 메서드를 사용할 수 없다.

즉 static 영역 입장에서 힙 영역에 있는 인스턴스의 참조값을 몰라서 인스턴스 변수에 접근할 수 없다.

물론 당연한 이야기지만 다음과 같이 객체의 참조값을 직접 매개변수로 전달하면 정적 메서드도 인스턴스의 변수나 메서드를 호출할 수 있다.

public static void staticCall(DecoData data) {
   data.instanceValue++;
   data.instanceMethod();
}

static 메서드3

용어 정리

멤버 메서드의 종류

• 인스턴스 메서드: static이 붙지 않은 멤버 메서드
• 클래스 메서드: static이 붙은 멤버 메서드
  • 클래스 메서드, 정적 메서드, static 메서드등으로 부른다.

static 이 붙지 않은 멤버 메서드는 인스턴스를 생성해야 사용할 수 있고, 인스턴스에 소속되어 있다. 따라서 인스턴스 메서드라 한다. static이 붙은 멤버 메서드는 인스턴스와 무관하게 클래스에 바로 접근해서 사용할 수 있고, 클래스 자체에 소속되어 있다. 따라서 클래스 메서드라 한다.

참고로 방금 설명한 내용은 멤버 변수에도 똑같이 적용된다.

정적 메서드 활용

정적 메서드는 객체 생성이 필요 없이 메서드의 호출만으로 필요한 기능을 수행할 때 주로 사용한다. 예를 들어 간단한 메서드 하나로 끝나는 유틸리티성 메서드에 자주 사용한다. 수학의 여러 가지 기능을 담은 클래스를 만들 수 있는데, 이 경우 인스턴스 변수 없이 입력한 값을 계산하고 반환하는 것이 대부분이다. 이럴 때 정적 메서드를 사용해서 유틸리티성 메서드를 만들면 좋다.

정적 메서드 접근법

static메서드는 static변수와 마찬가지로 클래스를 통해 바로 접근할 수 있고, 인스턴스를 통해서도 접근할 수 있다.

DecoDataMain - 추가

//추가
//인스턴스를 통한 접근
DecoData data3 = new DecoData();
data3.staticCall();

//클래스를 통한 접근
DecoData.staticCall();

실행 결과 - 추가된 부분

staticValue=4
staticValue=5

둘의 차이는 없다. 둘 다 결과적으로 정적 메서드에 접근한다.

인스턴스를 통한 접근 data3.staticCall()

정적 메서드의 경우 인스턴스를 통한 접근은 추천하지 않는다. 왜냐하면 코드를 읽을 때 마치 인스턴스 메서드에 접근하는 것처럼 오해할 수 있기 때문이다.

인스턴스를 통해 접근을 해도 해당 메서드가 인스턴스 메서드가 아닌 정적 메서드라면 static 영역에 접근해서 메서드를 호출한다.

클래스를 통한 접근 DecoData.staticCall()

정적 메서드는 클래스에서 공용으로 관리하기 때문에 클래스를 통해서 접근하는 것이 더 명확하다. 따라서 정적 메서드에 접근할 때는 클래스를 통해서 접근하자.

main() 메서드는 정적 메서드

인스턴스 생성 없이 실행하는 가장 대표적인 메서드가 바로 main() 메서드이다. main() 메서드는 프로그램을 시작하는 시작점이 되는데, 생각해 보면 객체를 생성하지 않아도 main() 메서드가 작동했다. 이것은 main() 메서드가 static이기 때문이다.

정적 메서드는 정적 메서드만 호출할 수 있다. 따라서 정적 메서드인 main() 이 호출하는 메서드에는 정적 메서드를 사용했다.

물론 더 정확히 말하자면 정적 메서드는 같은 클래스 내부에서 정적 메서드만 호출할 수 있다.

따라서 정적 메서드인 main() 메서드가 같은 클래스에서 호출하는 메서드도 정적 메서드로 선언해서 사용했다.

 

main() 메서드와 static 메서드 호출 예

public class ValueDataMain {
	public static void main(String[] args) {
		ValueData valueData = new ValueData();
		add(valueData);
	}
	
	static void add(ValueData valueData) {
		valueData.value++;
		System.out.println("숫자 증가 value=" + valueData.value);
	}
}

참고

김영한의 실전 자바 기본 편 강의를 보고 정리한 내용입니다.

https://www.inflearn.com/course/%EA%B9%80%EC%98%81%ED%95%9C%EC%9D%98-%EC%8B%A4%EC%A0%84-%EC%9E%90%EB%B0%94-%EA%B8%B0%EB%B3%B8%ED%8E%B8/dashboard