이번 글에서는 static 키워드에 대해 알아보고자 한다.
그 전에 JVM의 메모리 구조에 대해 먼저 살펴보자.
JVM의 메모리 구조
JVM이 사용하는 메모리 공간은 크게 세 공간으로 나뉜다.
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Heap 영역
- new 키워드를 사용해 동적으로 생성한 객체의 인스턴스가 담기는 공간이다.
- Garbage Collector에 의해 관리된다.
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Stack 영역
- 메서드 콜 스택이나, 지역 변수 혹은 변수 파라미터가 저장되는 공간이다.
- 주로 메서드와 관련이 있으며 메서드가 호출될 때 새로운 영역이 할당되고 반환될 때 영역도 반환된다.
StackOverflow가 발생하는 원인을 메모리 관점에서 생각해보면 알 수 있다.
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Static 영역
- Code와 Data 영역이 합쳐진 영역이다.
- 우리가 작성한 Class나 정적 변수(클래스 변수)가 이 영역에 저장된다.
- 이 곳에 담긴 데이터들은 프로그램이 종료되기 전까지 유지된다.
Java의 static 키워드
이제 Java의 static 키워드에 대해 알아보자
Java에서 static 키워드를 변수, 메서드, 클래스에 추가할 수 있다.
static을 붙여 변수를 생성하거나 메서드나 클래스를 선언하게 되면, 프로그램 실행 시에 딱 한 번 생성되어 위 메모리 구조의 Static 영역에 포함된다.
따라서, 우리가 객체를 생성하지 않고도 static 변수를 참조하거나 메서드를 호출할 수 있는 것이다.
static을 많이 사용하게 된다면?
이러한 static 변수, 메서드, 클래스를 많이 사용하게 되면 어떤 일이 발생할까?
결론부터 말하면 프로그램에 부작용을 초래할 확률이 증가한다.
메모리 관점에서 생각해보자.
운영체제는 메모리에 Java 프로그램의 공간을 내어줄 때 무한정으로 제공하지 않는다.
따라서 제한된 영역 내에서 프로그램을 실행해야 한다.
그런데 Static 영역이 Heap과 Stack 영역에 비해 더 많은 공간을 차지하게 된다면, StackOverflow나 OutOfMemoryError 가 발생할 확률이 증가한다.
아무리 GC가 Heap 영역을 관리해 준다 한들, 사용할 수 있는 공간 자체가 적다면 GC의 역할에도 한계가 있을 것이다.
추가로 사용되지 않음에도 static으로 선언되었다는 이유로, 불필요하게 메모리를 차지하게 될 경우도 분명 존재할 것이다.
어느 상황에 static을 사용하면 좋을까?
그렇다면 어느 상황에서 static을 적절히 사용하면 좋을까?
단순히 생각해서 객체를 매번 만들 필요가 없는 경우에만 사용하면 좋을 것이다.
즉, 프로그램을 실행할 때 딱 한 번만 메모리에 올려놓고 계속해서 사용하는 경우이다.
다시 말해, Java 프로그램이 실행되면 딱 한 번만 메모리에 올려놓고 사용하는 경우가 될 것이다.
상수
상수는 변하지 않는 값을 의미한다.
이러한 상수는 런타임으로 새로운 변수가 계속해서 만들어질 필요가 없다.
가령, 회원가입 시에 1,000 포인트를 기본적으로 제공한다는 예시가 있다고 가정해보자.
public class Member {
private static final int WELCOME_POINT = 1_000; // 상수
public Member(...) {
// ...
this.point = WELCOME_POINT;
// ...
}
}위 코드의 WELCOME_POINT 처럼, Member 객체를 만들 때마다 새로 만들어 줄 필요도 없는 값의 경우 사용하면 효율적일 것이다.
번외: 상수의 접근 제어자의 범위를 어떤 기준으로 지정하면 좋을까?
위 예시에서는 private로 선언을 했는데, public으로 한다면 어떨까?
메모리 영역에서 생각해 봤을 때 Static 영역으로 올라가고, 이 영역은 같은 프로세스 내의 모든 곳에서 접근이 가능하다.
그렇지만 위 상수가 다른 클래스에서 범용적으로 쓰이지 않는 한, 불필요하게 public으로 열어둘 필요는 없어보인다.
필요하다면 private으로 선언 후, getter를 통해 값을 반환하는 게 코드를 작성하고 이해하는 데에 훨씬 도움이 될 것이라고 생각한다.
최대한 작은 범위로 설정하자.
util성 메서드 (static 메서드)
흔히 유틸성 클래스라고 하는 곳에 존재하는 메서드들에 static 키워드를 붙여 사용한다.
이는 인스턴스를 만들지 않고도 사용할 수 있고, 어디에서든 호출할 수 있다.
다만, 인스턴스로 쓰이는 클래스에 static 메서드가 존재할 수 있는데, 이때 조심해야 할 점이 있다.
바로 static 메서드는 재정의가 불가능 하다는 것이다.
추가로 광범위하게 사용되는 특징을 가진 Util성 메서드인 만큼, 클래스의 변경 가능성이 증가한다는 특징이 있다.
가급적 Util성 클래스에 static 메서드를 모아서 사용하도록 하자.
Reference