자바/Java static의 사용법과 개념예

자바/Java static의 사용법과 개념예

먼저 결론부터 간단히 정리하면 다음과 같습니다.

1.클래스를 설계할 때, 멤버변수 중 모든 인스턴스에 공통적으로 사용해야하는 것에 static을 붙인다.

 - 인스턴스를 생성하면, 각 인스턴스들은 서로 독립적이기 때문에 서로 다른 값을 유지한다.

    경우에 따라서는 각 인스턴스들이 공통적으로 같은 값이 유지되어야 하는 경우 static을 붙인다.

 2. static이 붙은 멤버변수는 인스턴스를 생성하지 않아도 사용할 수 있다.

 - static이 붙은 멤버변수(클래스변수)는 클래스가 메모리에 올라갈때 이미 자동적으로 생성되기 때문이다.

3. static이 붙은 메서드(함수)에서는 인스턴스 변수를 사용할 수 없다.

 - static이 붙은 메서드는 인스턴스 생성 없이 호출가능한 반면, 인스턴스 변수는 인스턴스를 생성해야만 존재하기 때문에... static이 붙은 메서드(클래스메서드)를 호출할 때 인스턴스가 생성되어있을수도 그렇지 않을 수도 있어서 static이 붙은 메서드에서 인스턴스변수의 사용을 허용하지 않는다.

    (반대로, 인스턴스변수나 인스턴스메서드에서는 static이 붙은 멤버들을 사용하는 것이 언제나 가능하다. 인스턴스변수가 존재한다는 것은 static이 붙은 변수가 이미 메모리에 존재한다는 것을 의미하기 때문이다.)

4. 메서드 내에서 인스턴스 변수를 사용하지 않는다면, static을 붙이는 것을 고려한다.

 - 메서드의 작업내용중에서 인스턴스 변수를 필요로 한다면, static을 붙일 수 없다. 반대로 인스턴스변수를 필요로 하지 않는다면, 가능하면 static을 붙이는 것이 좋다. 메서드 호출시간이 짧아지기 때문에 효율이 높아진다.

    (static을 안붙인 메서드는 실행시 호출되어야할 메서드를 찾는 과정이 추가적으로 필요하기 때문에 시간이 더 걸린다.)

5. 클래스 설계시 static의 사용지침

 - 먼저 클래스의 멤버변수중 모든 인스턴스에 공통된 값을 유지해야하는 것이 있는지 살펴보고 있으면, static을 붙여준다.

 - 작성한 메서드 중에서 인스턴스 변수를 사용하지 않는 메서드에 대해서 static을 붙일 것을 고려한다.

일반적으로 인스턴스변수와 관련된 작업을 하는 메서드는 인스턴스메서드(static이 안붙은 메서드)이고 static변수(클래스변수)와 관련된 작업을 하는 메서드는 클래스메서드(static이 붙은 메서드)라고 보면 된다.

다음은 static에 대한 자세한 설명과 예제입니다.

static은 객체지향개념을 이해하는 가장 중요한 첫걸음이니 확실히 알아두셔야합니다.

<< 다음은 static에 대한 질문에 답변을 달아준 내용을 정리한 겁니다. >>

머린의 최고체력은 static을 붙여야겠죠. 현재체력은 붙이면 안되고요. 모든 마린들의 최고체력은 같으니까요. 현재체력은 마린(인스턴스)마다 다르겠죠.

 

마린의 공격력 역시 static을 붙여야겠죠? 모든 마린의 공격력은 같아야하니까요. 마린의 공격력을 향상시키는 upgradeWeapon()함수가 있다면 이 함수는 static변수인 마린의 공격력을 향상시키는 일을 한다고 가정하고요. 이 함수에는 static을 붙여야 합니다. 

이 함수는 static변수에 대한 작업을 하니까요. 만일 마린의 체력을 소모시키는 steamPack()메서드에는 static을 붙일 수 있을까요? 붙일 수 없습니다. 현재체력을 감소시키는 일을 해야하니까... 인스턴스 변수에 대한 작업을 해야하니까요.

인스턴스라는 것 자체가, 별개의 것이라는 뜻이라고 이해하세요. static은 예외적으로 공통적이라는 의미를 갖습니다. 원칙적으로는 인스턴스들은 서로 개별적인 것이므로 서로 달라야하는데... 공통적으로 관리되어야하는 것에는 static을 붙입니다.

 

공통적으로 관리되어야하는 값을 static을 붙이지 않고 놔둔다면, 인스턴스마다 다른 값을 가질 가능성(오류의 가능성)이 있죠. 관리도 힘들고요.

 

클래스는 변수와 함수의 집합입니다. 같은 클래스에 있는 변수와 함수라면, 서로 깊은 관계가 있기 마련이죠... 같은 클래스의 함수는 보통 같은 클래스의 변수를 가지고 작업하는경우가 많습니다. 

여러분이 작성한 메서드가 인스턴스변수에 대한 작업만을 한다면, 인스턴스메서드(static이 안붙은 메서드)로 작성하시면 되고요 메서드가 인스턴스변수에 대한 작업을 하지 않거나, 인스턴스 메서드를 호출하는 경우가 아니라면, static으로 하는 것이 좋습니다.

반드시 그렇게 해야하는 것은 아닙니다. 인스턴스 메서드가 인스턴스를 생성해야만 사용할 수 있는 이유는 바로 이때문입니다. 인스턴스 변수에 대한 작업을 해야하는데... 인스턴스를 만들어야만 비로서 인스턴스 변수를 가지고 작업할 수 있기 때문에 인스턴스를 만들기 전에는 인스턴스 메서드를 호출할 수 없는 겁니다.

 

반면에 static메서드는 지역변수만으로 작업을 하거나 static변수(필요한 즉시 자동생성)를 가지고 작업을 하기 때문에 인스턴스생성없이도 호출이 가능한 것이지요. 쓰다보니 함수라는 용어와 메서드라는 용어를 섞어서 썼는데 둘다 같은 뜻으로 보시면 됩니다. (다 아시겠지만...^^;) 

 

결론... 여러분들이 클래스를 작성하실때... 멤버변수 중에 인스턴스마다 같은 값을 유지해야하는 경우 (위에서 말하는 마린의 최대체력)에는 static을 붙여서 모든 인스턴스가 같은 값을 공유하도록 합니다. 함수(메서드)의 경우... 함수내에서의 작업에 인스턴스변수가 필요하다면(또는 인스턴스메서드를 호출하는경우) static을 붙이면 안됩니다. 그 외에는 static을 붙이시는 것이 좋습니다. 

 

static메서드는 컴파일시에 연결(early-binding)되기때문에, 실행시에 연결(late-binding)되는 인스턴스메서드보다 더 빠릅니다. early-binding은 컴파일시에 이미 호출될 함수가 결정되기 때문에... 실행시에 어떤 함수를 호출할 것인지 결정하는 시간을 줄일 수 있습니다.

 

late-binding은 실행시에 클래스타입체크(RTTI, Run-Time Type Identification)를 통해서 호출될 함수를 결정하기 때문에, 호출된 함수를 찾는 시간이 더 걸립니다.  실행시 타입을 체크하는 것이 이러한 단점이 있기는 하지만... 객체지향언어의 가장 큰 장점중의 하나인 다형성을 가능하게 한다는 점에서 큰 의미를 가집니다.

클래스변수(static 변수)와 인스턴스변수의 차이를 이해하기 위한 예로 카드 게임에 사용되는 카드를 클래스로 정의해보자. 

카드 클래스를 작성하기 위해서는 먼저 카드를 분석해서 속성과 기능을 알아 내야한다. 속성으로는 카드의 무늬, 숫자, 폭, 높이 정도를 생각할 수 있을 것이다. 이 중에서 어떤 속성을 클래스 변수로 선언할 것이며, 또 어떤 속성들을 인스턴스 변수로 선언할 것인지 생각해보자. 

class Card {         String kind ; // 카드의 무늬 - 인스턴스 변수         int number; // 카드의 숫자 - 인스턴스 변수         static int width = 100 ; // 카드의 폭 - 클래스 변수 (static 변수)          static int height = 250 ; // 카드의 높이 - 클래스 변수 (static 변수)   }

각 Card인스턴스는 자신만의 무늬(kind)와 숫자(number)를 유지하고 있어야 하므로 이들을 인스턴스변수로 선언하였고, 각 카드들의 폭(width)과 높이(height)는 모든 인스턴스가 공통적으로 같은 값을 유지해야하므로 클래스변수로 선언하였다. 

만일 카드의 폭을 변경해야할 필요가 있을 때는 모든 카드의 width값을 변경하지 않고, 한 카드의 width값만 변경해도 모든 카드의 width값이 변경되는 셈이다. 

출처 : 자바의 정석