29. static

static이란 

static은 메서드 영역에 저장할 것을 지정하는 키워드이다. static을 사용하는 이유는 1)특정 클래스의 인스턴스들이 공통으로 사용할 것을 공유 2)인스턴스 생성 없이 특정 기능 사용을 위함이다.

클래스 맴버변수(클래스명.클래스 맴버변수)

• static 키워드가 있는 맴버변수.
• 프로그램 전 범위에서 공유된다.
• 인스턴스 없이도 사용이 가능하다. 그 이유는 이미 JVM의 메서드 영역에 올라와 있기 때문이다.
• 중복된 이름은 사용가능하다. 그 이유는 클래스 맴버변수는 클래스 소속이라 클래스마다 별도에 static 영역을 가지기 때문이다.

클래스 메서드(클래스명.클래스 메서드)

• static 키워드가 있는 메서드.
• 프로그램 전 범위에서 공유된다.
• 인스턴스 생성 없이 호출 가능. (이유는 static 변수와 동일)
• 중복된 이름은 사용가능하다
• staitc 메서드나 static 변수만 사용할 수 있다. 그 이유는 인스턴스 변수와 인스턴스 메서드는 힙 영역에 있지만 static 영역은 메서드 area에 존재하기 때문이다. 따라서 서로 접근이 불가하다.

인스턴스 맴버변수

static 키워드가 없는 맴버변수. 인스턴스 생성을 해야 사용가능

// 같은 static이라 객체 생성 x 
package fc.java.model;

public class MyUtil {
    public static int hap(int a, int b){
        int sum = a + b;
        return sum;
    }
}

**// staticAccess**
package fc.java.part3;
import fc.java.model.*;
public class StaticAccess {
    public static void main(String[] args){
        int a = 10;
        int b = 30;
        int sum = MyUtil.hap(a,b); // 클래스 이름.호출 메서드
        System.out.println(sum);
    }
}

 

static 활용하기

public class QMember extends EntityPathBase<Member> {

 	private static final long serialVersionUID = -849062639L;

    public static final QMember member = new QMember("member");

    public final StringPath username = createString("username");
    public final NumberPath<Long> id = createNumber("id", Long.class);
}

 

프로그램 전 범위에서 공통으로 사용할 변수나 메서드에 static을 지정한다. ex1) QueryDsl에서 Qentity 생성 시 생성자에 static이 붙는다. 그 이유는 생성자에 static이 없다면 매번 QMember member = new QMember("member"); 를 해주어야한다. 따라서 static 키워드를 넣음으로써 우리는 아래와 같이 코드를 작성하는 것이 가능하다.

queryFactory.select(member.username)
            .from(member)
            .fetch();

ex2) 이메일 검증이 필요한 부분에서 EMAIL_PATTERN 생성 없이 사용이 가능하다.

public static final Pattern EMAIL_PATTERN = Pattern.compile("^[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\\.[A-Za-z]{2,6}$");

static과 메모리의 관계

메인 클래스가 new없이 실행되는 이유: static 키워드가 있어서다.

main 클래스의 실행방식

1. JVM이 실행할 클래스를 찾는다.
2. 찾았을 시 Method area의 static zone으로 보냄(static 키워드가 있는 맴버들은 static zone에 딱 한번 자동으로 로딩)
3. JVM이 static zone에 있는 main() 메서드를 호출
4. 호출된 메서드를 **Call Stack Area(Stack Area OR Call Stack)**에 push(기계어 코드를 넣고) 한 뒤 동작 시작(실행)

즉 static 키워드가 있으면 1) static zone으로 보낸다. 2) static zone에서 stack area로 호출됨 3) stack area에서 실행

• 용어PC(Program Counter): Call Stack Frame Area에 있는 것으로 현재 실행 중인 프로그램을 가리킴(point 함)
• Frame: 지역(지역 변수 할 때 그 지역)
• 프로그램 종료: Call Stack Frame Area에 프로그램이 없는 상태
• Call Stack Frame Area(Stack Area OR Call Stack): 메서드가 호출되면 호출된 기계어코드가 push되며, 실행되는 메모리 공간이다. 1) PC를 통해 현재 프로그램의 실행 상태를 파악할 수 있다. 2) LIFO(Last-In-First-Out) 구조이다-동전 저장기-

**// static**
package fc.java.part3;

public class StaticTest {
    public static void main(String[] args){
        int a = 10;
        int b = 20;
        int sum = hap(a,b);
        System.out.println(sum);
    }
    public static int hap(int a, int b) {
        int sum = a + b;
        return sum;
    }
}

static과 none static의 맴버들의 접근 방법

none static에 접근하려면 객체를 생성해야 한다.

main 클래스의 실행방식 + none static 있는경우

1. JVM이 실행할 클래스를 찾는다.
2. 찾았을 시 Method area의 static zone으로 보냄(static 키워드가 있는 맴버들은 static zone에 딱 한번 자동으로 로딩)
3. JVM이 static zone에 있는 main()메서드를 호출
4. 호출된 메서드를 **Call Stack Frame(지역) Area(Stack Area OR Call Stack)**에 push(기계어 코드를 넣고) 한 뒤 동작 시작(실행)
5. none static 시작: main 클래스의 인스턴스(NoneStaticTest st;) 생성(인스턴스는 Heap Area에 로딩)
6. 인스턴스의 메서드(st.hap)가 호출되면 Heap Area에 있는 인스턴스 메서드(st.hap)의 주소 값을 따라감
7. 메서드(st.hap)의 원래 위치인 Method Area의 none static zone(hap이 로딩되어 있는 곳)에 도착
8. 호출된 메서드(st.hap)를 **Call Stack Frame(지역) Area(Stack Area OR Call Stack)**에 push(기계어 코드를 넣고) 한 뒤 동작 시작(실행)

• Heap Area: 객체가 생성(new)되는 메모리 공간
• Method Area: 1) 메서드의 기계어 코드가 할당되는 메모리 공간 2) static 맴버들이 할당되는 메모리 공간 3) static zone과 none static zone으로 구분되어 있음

**// none static**
package fc.java.part3;

public class NoneStaticTest {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        NoneStaticTest st = new NoneStaticTest(); //객체 생성 및 Heap Area 로딩
        int sum = st.hap(a,b);
        System.out.println(sum);

    }
    public int hap(int a, int b){
        int v = a+b;
        return v;
    }
}

객체 생성과 static과의 관계

1. 클래스의 맴버가 전부 static 맴버면 객체생성 안해도 된다. 왜냐하면 ****Method Area의 static zone에 static이 붙은 맴버들은 이미 로딩되어 있기 때문이다.
2. 전부 static일 때 생성자 메소드를 private으로 만들어 객체를 생성하지 못하게 하는 경우도 있다 ex) System, Math → System.out.println(); Math.min(); 따라서 생성자는 반드시 public이다는 틀린 말.

Class, Object, Instance 구분하기

class: 새로운 자료형으로 현실세계의 객체를 설계하는 도구, 설계도에 해당

Object: 클래스를 통해 선언되는 변수로 구체적인 실체 가리킴 X(객체변수) 즉 공간만 존재 ex) Student st;

instance: 객체생성에 의해 메모리에 만들어진 객체로 구체적 실체를 가리키는 상태(인스턴스 변수). 실체가 있으며 공간 안에 틀이 있는 상태 ex) Student st = new Student();

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🔗레퍼런스

참고 강의/글

• 인프런 김영한의 자바 기본편
• 자바의 정석
• 페스트켐퍼스 시그니처 백엔드. [course 1]