JAVA / 제어자

1. 제어자란?

제어자는 클래스, 변수 또는 메서드의 선언부에 함께 사용되어 부가적인 의미를 부여한다. 제어자의 종류는 크게 접근 제어자와 그외의 제어자로 나눌 수 있다.

• 접근 제어자 : public, protected, default, private
• 그 외 : static, final, abstract, native, transient, synchronized, volatile, strictfp

제어자는 클래스나 멤버변수와 메서드에 주로 사용되며, 하나의 대상에 대해서 여러 제어자를 조합하여 사용하는 것이 가능하다.

단, 접근 제어자는 한 번에 네 가지 중 하나만 선택해서 사용할 수 있다. 즉, 하나의 대상에 대해서 public과 private을 함께 사용할 수 없다는 것이다.

 

💡 참고

제어자들 간의 순서는 관계없지만 주로 접근 제어자를 제일 왼쪽에 놓는 경향이 있다.

 

2. 접근 제어자

접근 제어자는 멤버 또는 클래스에 사용되어, 해당하는 멤버 또는 클래스를 외부에서 접근하지 못하도록 제한하는 역할을 한다.

접근 제어자가 default임을 알리기 위해 실제로 default를 붙이지는 않는다. 클래스나 멤버변수, 메서드, 생성자에 접근 제어자가 지정되어 있지 않다면, 접근 제어자가 default임을 뜻한다.

 

💡 접근 제어자가 사용될 수 있는 곳 - 클래스, 멤버변수, 메서드, 생성자

private	같은 클래스 내에서만 접근이 가능하다.
default	같은 패키지 내에서만 접근이 가능하다.
protected	같은 패키지 내에서, 그리고 다른 패키지의 자손클래스에서 접근이 가능하다.
public	접근 제한이 전혀 없다.

public은 접근 제한이 전혀 없는 것이고, private은 같은 클래스 내에서만 사용하도록 제한하는 가장 높은 제한이다. 그리고 default는 같은 패키지내의 클래스에서만 접근이 가능하도록 한다.

protected는 패키지에 관계없이 상속관계에 있는 자손클래스에서 접근할 수 있도록 하는 것이 제한목적이지만, 같은 패키지내에서도 접근이 가능하다. 그래서 protected가 default보다 접근범위가 더 넓다.

 

아래 표는 대상에 따라 사용가능한 접근 제어자를 표시해 둔것이다.

대 상	사용가능한 접근 제어자
클래스	public, default
메서드	public, protected, default, private
멤버변수
지역변수	없 음

 

3. static

static은 '클래스의' 또는 '공통적인'의 의미를 가지고 있다. 인스턴스변수는 하나의 클래스로부터 생성되었더라도 각기 다른 값을 유지하지만, 클래스변수(static멤버변수)는 인스턴스에 관계없이 같은 값을 갖는다. 그 이유는 하나의 변수를 모든 인스턴스가 공유하기 때문이다.

 

static이 붙은 멤버변수와 메서드, 그리고 초기화 블럭은 인스턴스가 아닌 클래스에 관계된 것이기 때문에 인스턴스를 생성하지 않고도 사용할 수 있다. 인스턴스 메서드와 static메서드의 근본적인 차이는 메서드 내에서 인스턴스 멤버를 사용하는가의 여부에 있다.

 

💡 static이 사용될 수 있는 곳 - 멤버변수, 메서드, 초기화 블럭

제어자	대상	의미
static	멤버변수	- 모든 인스턴스에 공통적으로 사용되는 클래스 변수가 된다. - 클래스 변수는 인스턴스를 생성하지 않고도 사용 가능하다. - 클래스가 메모리에 로드될 때 생성된다.
	메서드	- 인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능한 static 메서드가 된다. - static 메서드 내에서는 인스턴스멤버들을 직접 사용할 수 없다.

인스턴스 멤버를 사용하지 않는 메서드는 static을 붙여서 static메서드로 선언하는 것을 지향하는 것이 좋다. 가능하다면 static 메서드로 하는 것이 인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능해서 더 편리하고 속도도 더 빠르다.

 

💡 참고

static초기화 블럭은 클래스가 메모리에 로드될 때 단 한번만 수행되며, 주로 클래스변수를 초기화하는데 주로 사용된다.

class StaticTest {
    static int width = 100;           // 클래스 변수(static변수)
    static int height = 60;           // 클래스 변수(static변수)
    
    static {                          // 클래스 초기화 블럭
        // static변수의 복잡한 초기화 수행
    }
    
    static int max(int a, int b) {    // 클래스 메서드(static메서드)
        return a > b ? a : b;
    }
}

 

4. final

final은 '마지막의' 또는 '변경될 수 없는'의 의미를 가지고 있으며 거의 모든 대상에 사용될 수 있다. 변수에 사용되면 값을 변경할 수 없는 상수가 되며, 메서드에 사용되면 오버라이딩을 할 수 없게 되고 클래스에 사용되면 자신을 확장하는 자손클래스를 정의하지 못하게 된다.

 

💡 final이 사용될 수 있는 곳 - 클래스, 메서드 멤버변수, 지역변수

제어자	대상	의미
final	클래스	변경될 수 없는 클래스, 확장될 수 없는 클래스가 된다. 따라서 final로 지정된 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없다.
	메서드	변경될 수 없는 메서드, final로 지정된 메서드는 오버라이딩을 통해 재정의 될 수 없다.
	멤버변수	변수 앞에 final이 붙으면, 값을 변경할 수 없는 상수가 된다.
	지역변수

💡 참고

대표적인 final클래스로는 String과 Math가 있다.

 

final이 붙은 변수는 상수이므로 일반적으로 선언과 초기화를 동시에 하지만, 인스턴스 변수의 경우 생성자에서 초기화 되도록 할 수 있다.

클래스 내에 매개변수를 갖는 생성자를 선언하여, 인스턴스를 생성할 때 final이 붙은 멤버변수를 초기화하는데 필요한 값을 생성자의 매개변수로부터 제공받는 것이다.  이 기능을 활용하면 각 인스턴스마다 final이 붙은 멤버변수가 다른 값을 갖도록 하는 것이 가능하다. 만일 이것이 불가능하다면 클래스에 선언된 final이 붙은 인스턴스변수는 모든 인스턴스에서 같은 값을 가져야 할 것이다.

 

5. abstract

abstract은 '미완성'의 의미를 가지고 있다. 메서드의 선언부만 작성하고 실제 수행내용은 구현하지 않은 추상  메서드를 선언하는데 사용된다. 그리고 클래스에 사용되어 클래스 내에 추상메서드가 존재한다는 것을 쉽게 알 수 있게한다.

 

💡 abstract가 사용될 수 있는 곳 - 클래스, 메서드

제어자	대상	의미
abstract	클래스	클래스 내에 추상 메서드가 선언되어 있음을 의미한다.
	메서드	선언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않은 추상 메서드임을 알린다.

추상 클래스는 아직 완성되지 않은 메서드가 존재하는 '미완성 설계도' 이므로 인스턴스를 생성할 수 없다.

abstract class AbstractTest {    // 추상 클래스(추상 메서드를 포함한 클래스)
    abstract void move();        // 추상 메서드(구현부가 없는 메서드)
}

꽤 드물지만 추상 메서드가 없는 클래스, 즉 완성된 클래스도 abstract를 붙여서 추상 클래스로 만드는 경우도 있다. 예를 들어, java.awt.event.WindowAdapter는 아래와 같이 아무런 내용이 없는 메서드들만 정의되어 있다. 이런 클래스는 인스턴스를 생성해봐야 할 수 있는 것이 아무것도 없다. 그래서 인스턴스를 생성하지 못하게 클래스 앞에 제어자 'abstract'를 붙여 놓은 것이다.

 

6. 제어자 조합시 유의사항

제어자를 조합해서 사용 시 유의할 점 몇가지가 있다. 내용은 다음과 같다.

1. 메서드에 static과 abstract를 함께 사용할 수 없다.
   
   static메서드는 몸통이 있는 메서드에만 사용할 수 있기 때문이다.
   
   
2. 클래스에 abstract와 final을 동시에 사용할 수 없다.
   
   클래스에 사용되는 final은 클래스를 확장할 수 없다는 의미이고 abstract는 상속을 통해서 완성되어야 한다는 의미이므로 서로 모순되기 때문이다.
   
   
3. abstract메서드의 접근 제어자가 private일 수 없다.
   
   abstract메서드는 자손클래스에서 구현해주어야 하는데 접근 제어자가 private이면, 자손 클래스에서 접근할 수 없기 때문이다.
4. 메서드에 private과 final을 같이 사용할 필요는 없다.
   
   접근 제어자가 private인 메서드는 오버라이딩될 수 없기 때문이다. 이 둘 중 하나만 사용해도 의미가 충분하다.

 

읽어주셔서 감사합니다. 😊

 

Reference
자바의 정석 - 남궁성