JAVA

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JAVA

지수코딩 2019. 9. 24. 15:27

jdk(java development kit): jre의 상위, java.c.exe로 실행(컴파일러), 자바 디버깅 프로그램

jre(): 라이브러리, JVM, 애플리케이션 실행시 필요한 컴포넌트 포함

객체지향 프로그래밍은 클래스, 객체, 상속, 캡슐화, 추상화, 다형성과 같은 개념들과 관련이 있는 프로그래밍 스타일
객체지향 프로그래밍 패러다임을 따르는 유명한 프로그래밍 언어로는 Java, V++, V#, Ruby 등
프로그램의 구조를 객체 간 상호작용 관계로 표현하는 프로그래밍 방식
자바에서 객체 기반 애플리케이션은 클래스 선언, 객체 생성, 그 객체들 사이의 상호작용에 기반을 두고 설계 됨

클래스

공통적으로 갖는 속성들을 모아서 정의내린 것, 연관되어 있는 변수와 메소드의 집합
사용자가 정의한 생성될 객체의 청사진 혹은 프로토타입
클래스의 선언은 다음과 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있음
- 접근 제어자: 클래스는 public 혹은 default
- 클래스 명은 대문자로 시작
- 부모클래스가 있는 경우 extends 키워드를 사용하여 오직 하나의 부모클래스만 적용
- 인터페이스를 구현한 경우 implements 키워드를 사용하여 여러 개를 적을 수 있음
- body는 중괄호로 감싸져 있음
- 생성자는 새로운 객체를 초기화할 때 사용됨

제어자

클래스와 클래스 멤버의 선언 시 사용하여 부가적인 의미를 부여하는 키워드
- 접근 제어자: public, private, default(같은 패키지에 있는 클래스에 의해서만 접근 가능), protected(같은 패키지, 서브 클래스에서 접근 가능)
- 기타 제어자: final(다른 클래스에 의해 상속X), static(), abstract, transient
final, abstract → 클래스에 사용할 수 있는 기타 제어자

final(속성 변경X, 메소드 overrideX), static(속성과 메소드는 객체가 아니라 클래스에 속하게 됨), abstract, transient(객체의 직렬화 시 이 키워드를 포함한 속성과 메소드는 스킵됨) → 속성, 메소드

캡슐화

객체지향 프로그래밍의 토대가 되는 4가지 개념 중 하나

⇒ 4가지 개념: 상속, 다형성, 추상성, 캡슐화
데이터(변수)와 데이터에서 작동하는 코드를 하나의 단위에 함께 묶어놓는 매커니즘
클래스의 변수를 다른 클래스로부터 숨기고, 오직 클래스의 메소도를 통해서만 접근할 수 있게 함
데이터 은닉화라고도 함
클래스 변수를 private으로 선언하고, getter와 setter 메소드를 제공

Q: 캡슐화는 왜 사용하는가?

A: 클래스의 필드들을 read-only write-only로 만들 수 있음

생성자

new 키워드를 사용하여 클래스로부터 객체를 생성할 때 실행되는 특별한 메소드
새로운 객체를 만들기 위해서 생성자를 호출하면 메모리에 객체를 위한 공간 생성 및 필드 초기화
가긱 다른 인자 리스트를 가진 생성자를 여러 개 선언할 수 있음
자바 플랫폼은 생성자의 인자 개수와 타입에 기반하여 생성자를 구별
한 클래스를 위한 같은 개수와 타입의 인자를가진 두 개의 생성자는 만들 수 없음

Q: 생성자는 필수로 만들어야 할까?

A: 클래스를 위한 생성자 제공은 필수가 아님

컴파일러는 생성자가 없는 클래스를 위해 자동으로 인자가 없는 디폴트 생성자를 제공

⇒ 이 디폴트 생성자는 슈퍼클래스의 아무런 인자도 없는 생성자를 호출

Q: 생성자를 private으로 선언하면 어떤 일이 나타날까?

A: private으로 선언한 생성자로 객체를 생성할 수 없음

객체를 생성할 필요가 없는 utility 클래스의 경우 default 생성자를 private으로 정의하여 의도적으로 해당 클래스로붵 객체를 생성할 수 없도록 하기도 함

인스턴스

new 연산자는 새로운 객체를 위한 메모리를 할당하고 그 메모리에 참조를 반환함

= 클래스를 인스턴스화 함
클래스를 인스턴스화한다 = 객체를 생성한다
객체를 생성하면 클래스의 인스턴스를 만들게 된다

Q: 인스턴스와 객체의 관계는?

A: 인스턴스와 객체는 동일한 의미

다만, 객체는 인스턴스를 상위 포괄하는 개념

객체 = 클래스의 인스턴스

메소드

작업을 수행하기 위해 함께 그룹으로 묶인 표현들(statements)의 모음
메소드 선언의 6가지 요소
1. 접근 제어자: public, private, ", protected
2. 리턴 타입: 메소드에 의해 반환되는 값의 데이터 유형, 혹은 return value가 없으면 void
3. 메소드명: 코드 관습에 따르면 소문자의 동사로 시작하며 형용사 명사 순으로, 단어의 시작은 대문자로 함
4. 괄호/파라미터 리스트: 괄호 안에 쉼표로 구분된 파라미터의 리스트
5. 익셉션 리스트
6. 중괄호로 감싼 메소드 body

오버로딩

같은 이름의 메소드를 파라미터 리스트만 달리하여 선언할 수 있음
컴파일러는 오로지 시그니처로 메소드 구분

메소드 시그니처

메소드 이름과 파라미터 타입

정적 메소드

클래스의 인스턴스가 필요하지 않은 경우, static 키워드를 사용하여 메소드를 선언하면 클래스의 인스턴스 없이 메소드를 실행할 수 있음

Q: 예외가 발생할 때 언제나 try catch를 써야할까?

A: 상황에 따라 오히려 마이너스가 될 수 도 있음

메소드A에서 다른 메소드들을 호출하는 경우 가정

메소드A에 공통으로 try catch 처리가 되어있는데, 호출되는 메소드들에도 try catch 처리가 되어 있다면?

때때로 throws 키워드로 예외를 던질 때도 필요함

상속

상속은 한 클래스의 속성을 다른 클래스에서 상속받을 수 있다는 하나의 개념
코드의 재사용과 클래스들간의 관계를 정립하는 데 에 도움을 줌
자식은 부모로부터 속성을 물려받듯, 자식클래스는 부모클래스의 속성들을 상속 받음
extends 키워드를 사용
상속의 종류는 단일, 다중, 다층, 계층, 혼합이 있음

구성(composition)과 위임(delegation)

구성은 클래스가 다른 클래스를 인스턴스 변수로 가진다.
위임은 인스턴스 변수를 통해 메소드 호출하는 것
구성은 상속의 대체 수단이 될 수 있음
상속보다 위임이 나은 점은 새로운 클래스를 만들어서 부모 클래스의 모든 메소드를 받아들이는 것을 강제하지 않기 때문에 오직 필요한 메소드만 제공하면 됨
실행 시 동적으로 타입을 선택할 수 있으므로 유연

다형성

다형성은 '다양한 형태'라는 의미로, 상속으로 인해 서로 관계가 있는 클래스를 만들 때 발생됨
상속을 통해 속성과 메소드를 다른 클래스로부터 상속받아 다른 일을 수행하는 메소드로 사용

⇒ 하나의 액션을 여러 가지 방식으로 수행할 수 있게 함
상속과 메소드 오버라이딩을 통해 다형성을 실현할 수 있음

추상클래스

abstract로 선언된 클래스
추상 메소드를 포함할 수 도 아닐 수 도 있음
인스턴스화 불가
extends 기워드를 통해 상속되며, 자식 클래스는 오직 하나의 추상클래스를 상속 받을 수 있음
상속받는 자식 클래스가 추상클래스가 아니라면 추상 메소드의 구현부를 모두 제공해야 함

인터페이스

오직 추상 메소드만을 가지고 있는 완전한 추상 클래스
인스턴스화 불가
implements 키워드를 통해 구현되며, 여러 개의 인터페이스를 구현할 수 있음
인터페이스를 구현하기 위해서는 인터페이스가 가지고 있는 모든 메소드를 오버라이드 해야 함
인터페이스의 메소드는 디폴트로 abstract, public
인터페이스의 변수는 디폴트로 public, static, final
생성자를 가질 수 없음

Q: 어떨 때 추상클래스를 사용하고, 어떨 때 인터페이스를 사용해야 할까?

A: 추상클래스 사용을

static

주로 메모리 관리를 해서 사용됨
변수, 메소드, 블록, 중첩 클래스에 사용될 수 있음
클래스의 인스턴스보다는 클래스에 속함

static 메소드

메소드에 사용하면 static 메소드가 됨
static 메소드는 클래스의 객체보다는 클래스에 속하게 됨
클래스의 인스턴스를 생성할 필요 없이 메소드가 실행됨
static 메소드는static 데이터에 접근할 수 있으며 값을 변경할 수 있음

static 블럭

static 멤버 변수를 초기화하는 데에 사용됨
클래스 로딩 시에 메인 메소드가 실행되기 전에 실행됨

SOLID(객체지향 개발 5대 원리)

SRP(단일책임의 원칙)
- 작성된 클래스는 하나의 기능만 가지며 클래스가 제공하는 모든 서비스는 그 하나의 책임을 수행하는 데 집중되어 있어야 한다는 원칙
- 이는 어떤 변화에 의해 클래스를 변경해야 하는 이유는 오직 하나뿐이어야 함
- SRP원리를 적용하면 무엇보다도 책임 영역이 확실해지기 때문에 한 책임의 변경에서 다른 책임의 변경으로의 연쇄작용에서 자유로워짐
- 임을 적절히 부배함으로써 코드의 가독성 향상, 유지보수 용이 이점
OCP(Open Close Principle)
- 소프트웨어의 구성요소는 확장에는 열려있고, 변경에는 닫혀있어야 함
- 요구사항의 변경이나 추가사항이 발생하더라도, 기존 구성요소는 수정이 일어나지 말아야 함
- 기존 구성요소를 쉽게 확장해서 재사용할 수 있어야 함
- 관리가능하고 재사용 가능한 코드를 만드는 기반
- OCP를 가능케 하는 중요 매커니즘은 추상화와 다형성
L~~
ISP
DIP

Q: String 객체를 생성할 때 new 키워드를 사용하는 것과 리터럴로 선언하는 것의 차이점?

A: 직접 할당하면 String Constant Pool이라는 곳에 저장됨

new String("~~")은 heap 메모리에 별도로 객체 생성됨

메모리의 효율적 관리를 위해서 리터럴 선언 선호

java.lang 패키지

변경될 수 있는 문자들의 sequence
여러 개의 쓰레드에 의한 사용도 안전
주요 메소드는 append와 insert로 어떤 타입이라도 받아들일 수 있도록 오버로드 되어있음

StringBuffer

StringBuilder

java.lang 패키지

각종 정보를 확인할 수 있는 클래스
- 시스템 속성 값 관리
- 시스템 환경 값 조회
- GC 수행
- JVM 종료
- 현재 시간 조회
생성자가 없음
변수와 메소드 모두 static으로 선언되어 있음

컬렉션 프레임워크

객체들의 그룹을 표현하기 위한 객체인 컬렉션을 표현하고 조작하기 위한 통일된 아키텍처
데이터 구조와 알고리즘을 제공함으로써 직접 코드를 짤 필요가 없어 프로그래밍 노력을 감소시킴
데이터 구조와 알고리즘에 대한 성능을 높이기 위해 사용(???)

컬렉션 프레임워크 List

class ArrayList<E>
- 크기 확장이 가능하며 배열처럼 순서가 있음
- Vector 클래스와 거의 유사하지만 Thread safe하지 않음
- 각 ArrayList 인스턴스는 용량을 가지고 있음
- 용량은 언제나 적어도 리스트 사이즈보다는 크며, 요소가 추가되면 용량은 자동으로 증가
- 필요한 사이즈를 알 경우, 생성자에 파라미터로 사이즈는 int 타입으로 넘길 수 있음
⇒ 사이즈 재할당 작업을 줄일 수 있음

컬렉션 프레임워크 Set

calss HashSet<E>
- 순서에 상관 없이, 어떤 데이터가 존재하는지를 확인하기 위한 용도로 많이 사용됨
- 중복을 방지
class ArrayQueue<E>
class ArrayDeque<E>
- 인터페이스를 리사이징 가능한 배열
- 용량 제한 없음
- 필요한 만큼 용량 증가
- thread-safe하지 않음
- Queue로 사용할 때 LinkedList보다 빠름
- index로 조작하는 기능 제공 안함
class HashMap<K,V>
- 모든 데이터는 키-값 한 쌍으로 저장
- key는 map에서 고유해야만 함
- 같은 key값으로 데이터를 추가하면 마지막에 넣은 값으로 저장

프로세스와 쓰레드

프로세스란 자기 자신만의 주소 공간을 갖는 독립적인 실행 프로그램
쓰레드란 프로세스 내의 독립적인 순차흐름 또는 제어, 경량 프로세스
class를 실행하면 JVM이 시작되고, JVM이 시작되면

Thread와 Runnable

Thread

쓰레드를 생성하는 방법 중 하나는 Thread 클래스를 사용하는 것
다른 클래스를 확장할 필요가 없을 때 Thread를 사용하는 것이 편함
쓰레드 시작 메소드는 start()이며, start 메소드를 호출하면 run() 메소드를 수행하도록 되어있음

Runnable

쓰러데르르 생성하는 또 다른 방법은 Runnable 인터페이스를 사용하는 것
다중 상속의 문제가 있어서 쓰레드를 확장할 수 없을 때, 러너블 구현
start()로 바로 실행할 수 없음
쓰레드 생성자에 파라미터로 객체를 넘겨서 실행해야 함