8. final

final 변수와 상수1

final 키워드는 이름 그대로 끝!이라는 뜻이다.

변수에 final 키워드가 붙으면 더는 값을 변경할 수 없다.

참고로 final은 class, method를 포함한 여러 곳에 붙을 수 있다.

final - 지역 변수

public class FinalLocalMain {
	public static void main(String[] args) {
		//final 지역 변수1
		final int data1;
		data1 = 10; //최초 한번만 할당 가능
		//data1 = 20; //컴파일 오류
		
		//final 지역 변수2
		final int data2 = 10;
		//data2 = 20; //컴파일 오류
		method(10);
	}

	//final 매개변수
	static void method(final int parameter) {
		//parameter = 20; 컴파일 오류
	}
}

• final을 지역 변수에 설정할 경우 최초 한번만 할당할 수 있다. 이후에 변수의 값을 변경하려면 컴파일 오류가 발생한다.
• final 을 지역 변수 선언 시 바로 초기화한 경우 이미 값이 할당되었기 때문에 값을 할당할 수 없다.
• 매개변수에 final이 붙으면 메서드 내부에서 매개변수의 값을 변경할 수 없다. 따라서 메서드 호출 시점에 사용된 값이 끝까지 사용된다.

final - 필드(멤버 변수)

//final 필드 - 생성자 초기화
public class ConstructInit {
	final int value;

	public ConstructInit(int value) {
		this.value = value;
	}
}

• final을 필드에 사용할 경우 해당 필드는 생성자를 통해서 한 번만 초기화될 수 있다.

//final 필드 - 필드 초기화
public class FieldInit {
	static final int CONST_VALUE = 10;
	final int value = 10;
}

• final 필드를 필드에서 초기화하면 이미 값이 설정되었기 때문에 생성자를 통해서도 초기화할 수 없다. value 필드를 참고하자.
• 코드에서 보는 것처럼 static 변수에도 final을 선언할 수 있다.

ConstructInit과 같이 생성자를 사용해서 final 필드를 초기화하는 경우, 각 인스턴스마다 final 필드에 다른 값을 할당할 수 있다.

물론 final을 사용했기 때문에 생성 이후에 이 값을 변경하는 것은 불가능하다.

• FieldInit과 같이 final필드를 필드에서 초기화하는 경우, 모든 인스턴스가 오른쪽 그림처럼 같은 값을 가진다.
• 여기서는 FieldInit 인스턴스의 모든 value값은 10 이 된다.
• 왜냐하면 생성자 초기화와 다르게 필드 초기화는 필드의 코드에 해당 값이 미리 정해져 있기 때문이다.
• 모든 인스턴스가 같은 값을 사용하기 때문에 결과적으로 메모리를 낭비하게 된다. (물론 JVM에 따라서 내부 최적화를 시도할 수 있다) 또 메모리 낭비를 떠나서 같은 값이 계속 생성되는 것은 개발자가 보기에 명확한 중복이다. 이럴 때 사용하면 좋은 것이 바로 static 영역이다.

static final

• 바뀌지 않는 공용 변수라고 생각하면 된다.
• FieldInit.MY_VALUE는 static 영역에 존재한다. 그리고 final키워드를 사용해서 초기화 값이 변하지 않는다.
• static 영역은 단 하나만 존재하는 영역이다.
• MY_VALUE 변수는 JVM 상에서 하나만 존재하므로 앞서 설명한 중복과 메모리 비효율 문제를 모두 해결할 수 있다.

이런 이유로 필드에 final + 필드 초기화를 사용하는 경우 static을 붙여서 사용하는 것이 효과적이다.

final 변수와 상수2

상수(Constant)

상수는 변하지 않고, 항상 일정한 값을 갖는 수를 말한다.

자바에서는 보통 단 하나만 존재하는 변하지 않는 고정된 값을 상수라 한다.

이런 이유로 상수는 static final 키워드를 사용한다.

자바 상수 특징

• static final 키워드를 사용한다.
• 대문자를 사용하고 구분은_(언더스코어)로 한다. (관례)
• 필드를 직접 접근해서 사용한다.
  • 상수는 기능이 아니라 고정된 값 자체를 사용하는 것이 목적이다.
  • 상수는 값을 변경할 수 없다. 따라서 필드에 직접 접근해도 데이터가 변하는 문제가 발생하지 않는다.

상수예시

//상수
public class Constant {
	//수학 상수
	public static final double PI = 3.14;
	//시간 상수
	public static final int HOURS_IN_DAY = 24;
	public static final int MINUTES_IN_HOUR = 60;
	public static final int SECONDS_IN_MINUTE = 60;
	//애플리케이션 설정 상수
	public static final int MAX_USERS = 1000;
}

• 애플리케이션 안에는 다양한 상수가 존재할 수 있다. 수학, 시간 등등 실생활에서 사용하는 상수부터, 애플리케이션의 다양한 설정을 위한 상수들도 있다.
• 보통 이런 상수들은 애플리케이션 전반에서 사용되기 때문에 public를 자주 사용한다. 물론 특정 위치에서만 사용된다면 다른 접근 제어자를 사용하면 된다.
• 상수는 중앙에서 값을 하나로 관리할 수 있다는 장점도 있다.
• 상수는 런타임에 변경할 수 없다. 상수를 변경하려면 프로그램을 종료하고, 코드를 변경한 다음에 프로그램을 다시 실행해야 한다.

추가로 상수는 중앙에서 값을 하나로 관리할 수 있다는 장점도 있다.

final 변수와 참조

final은 변수의 값을 변경하지 못하게 막는다. 그런데 여기서 변수의 값이라는 것이 뭘까?

• 변수는 크게 기본형 변수와 참조형 변수가 있다.
• 기본형 변수는 10, 20 같은 값을 보관하고, 참조형 변수는 객체의 참조값을 보관한다
  • final을 기본형 변수에 사용하면 값을 변경할 수 없다.
  • final을 참조형 변수에 사용하면 참조값을 변경할 수 없다.
    • 참조값을 변경할 수 없다는 건 참조하는 대상 자체를 변경할 수 없다는 소리다.

아래 예제를 살펴보자

public class Data {
	public int value;
}

• int value: final 이 아니다. 변경할 수 있는 변수다.

public class FinalRefMain {
  public static void main(String[] args) {
	  final Data data = new Data();
	  //data = new Data(); -> final로 인해 변경 불가 컴파일 오류
	  
      //참조 대상의 값은 변경 가능
      data.value = 10;
	  System.out.println(data.value);
	  
      data.value = 20;
	  System.out.println(data.value);
	}
}

final Data data = new Data()
//data = new Data(); -> final로 인해 변경 불가 컴파일 오류

참조형 변수 data에 final 이 붙었다. 변수 선언 시점에 참조값을 할당했으므로 더는 참조값을 변경할 수 없다.

data.value = 10
data.value = 20

그런데 참조 대상의 객체 값은 변경할 수 있다.

• 참조형 변수 data에 final 이 붙었다. 이 경우 참조형 변수에 들어있는 참조값을 다른 값으로 변경하지 못한다. 쉽게 이야기해서 이제 다른 객체를 참조할 수 없다. 그런데 이것의 정확한 뜻을 잘 이해해야 한다. 참조형 변수에 들어있는 참조값만 변경하지 못한다는 뜻이다. 이 변수 이외에 다른 곳에 영향을 주는 것이 아니다
• Data.value는 final이 아니다. 따라서 값을 변경할 수 있다.

정리하면 참조형 변수에 final이 붙으면 참조 대상을 자체를 다른 대상으로 변경하지 못하는 것이지, 참조하는 대상의 값은 변경할 수 있다.

정리

final은 매우 유용한 제약이다. 만약 특정 변수의 값을 할당한 이후에 변경하지 않아야 한다면 final을 사용하자

예를 들어서 특정 데이터를 변경했을 때 큰 문제가 발생한다면 final로 선언하고 생성자로 값을 할당하자.

만약 어디선가 실수로 값을 변경한다면 컴파일러가 문제를 찾아줄 것이다.

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