static 키워드

Static, 정적, 그게 뭔데?

Static 키워드

Java에서 static의 사용은 프로그램 시작부터 종료 전까지 메모리가 할당되어 있다.

https://favtutor.com/blogs/static-variable-python

https://mangkyu.tistory.com/47

일반적으로 우리가 만든 Class는 Static 영역에 생성되고, new 연산을 통해 생성한 객체는 Heap영역에 생성됩니다. 객체의 생성시에 할당된 Heap영역의 메모리는 Garbage Collector를 통해 수시로 관리를 받습니다. 하지만 Static 키워드를 통해 Static 영역에 할당된 메모리는 모든 객체가 공유하는 메모리라는 장점을 지니지만, Garbage Collector의 관리 영역 밖에 존재하므로 Static을 자주 사용하면 프로그램의 종료시까지 메모리가 할당된 채로 존재하므로 자주 사용하게 되면 시스템의 퍼포먼스에 악영향을 주게 됩니다.

static은 클래스에서 공유되는 변수나 메소드를 정의할 때 사용된다.

• 클래스 변수

• 클래스 메소드

• 정적 멤버

클래스 변수

static 키워드를 사용해 선언한 클래스 변수는 클래스의 모든 인스턴스가 공유하는 변수이다. 따라서 클래스 변수는 인스턴스를 생성하지 않고도 접근이 가능하다.

public class Test {
    private static int classVariable = 0;

    public void increment() {
	classVariable++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        classVariable++;
        System.out.println(classVariable);
				// --> 1 출력

        Test test = new Test();
        test.increment();
        System.out.println(classVariable);
        // --> 2 출력
        
        Test test2 = new Test();
        test2.increment();
        System.out.println(classVariable);
        // --> 3 출력
    }
}

• static 변수는 서로 다른 인스턴스에서 공유 메모리로 사용된다.

클래스 메소드

static 키워드를 사용해 선언한 메소드를 클래스 메소드라고 한다. 클래스의 인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능하다. (클래스.메소드이름 으로 호출한다.)

public class Test {
    private static int classVariable = 0;    
    private int count = 0;

    public static void increment() {
        classVariable++;
        // count++; -> 변수에 접근 불가능
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test.increment();
	System.out.println(classVariable);
	// --> 1 출력
    }
}

• 또, static 메소드 안에서는 인스턴스 변수에 접근이 불가능하다.

  • static 메소드 안에서는 static 변수만 접근이 가능하다.

정적 멤버

위에서 알아본 클래스 변수와 클래스 메소드를 모두 정적 멤버라고 칭한다. 정적 멤버는 클래스의 인스턴스를 생성하지 않고 접근이 가능하다. 이러한 정적 멤버는 적절하게 사용하면 코드의 가독성과 유지보수성을 향상시킬 수 있지만 반대로 잘못 사용하면 떨어지게 되있다.

언제 사용해야 할까?

• 공유 데이터

  • 인스턴스가 설정 값, 상수 등을 공유할 때

• 메모리 효율

  • static 필드는 여러 객체를 생성하도 같은 데이터를 재생성하지 않아 메모리를 절약할 수 있다.

• 상수

  • static final 키워드로 상수를 정의할 때 사용할 수 있으며 이는 매직 넘버와 같은 하드 코딩을 피할 수 있다.

• 정적 팩토리 메소드

  • 클래스의 생성자를 숨기고, static을 사용해 팩토리 메소드를 사용할 수 있다. 이는 객체 생성 방식을 제어하면서 유연성을 높일 수 있다.

장점

• 코드 간결

  • 인스턴스를 new키워드로 생성할 필요 없이 바로 호출이 가능하기 때문에 간결해진다.

• GC 오버헤드를 줄여줄 수 있다.

  • 만약 수많은 객체에서 동일한 메서드를 수 없이 호출하는 경우가 있다. 객체를 생성하면서 Heap 영역에 메모리가 올라가고, 사용이 끝나면 해제된다. 이 동작을 수 없이 반복한다면 GC에 오버헤드가 발생할 수 있다.

단점

• 상속과 오버라이딩 제약

  • 정적 메소드는 오버라이딩이 불가능하다. 객체 지향 설계의 장점 중 하나는 상속과 다형성을 사용해서 코드를 확장시키는 것이다. -> OOP 원칙을 위반할 수 있고, 인터페이스 구현에 사용할 수 없어 유연성이 떨어질 수 있다.

• 의존성

  • 정적 메소드를 호출할 때, 해당 메소드가 사용하는 외부 리소스에 의존성이 강해질 수 있다.

• 메모리 낭비

  • 프로그램 종료까지 메모리에 남아있어 과도한 사용 시 낭비로 이어질 수 있다.

• 테스트

  • static 메소드는 클래스 레벨에서 실행되기 때문에 목 객체나 스텁을 적용하기 어려울 수 있다. 그래서 정적 메소드를 사용하는 코드의 단위 테스트에 어려움을 겪을 수 있다.

언제 사용?

1. 인스턴스에 공통적으로 사용되는 변수나 메소드가 존재할 때 사용한다. 예를들어, Clothes라는 클래스가 있고, 브랜드를 표시해 줘야하는 경우라고 생각한다.

class Clothes {
    private static final String brand = "APC"
    private String name;
    
    public String fullName() {
        return "{brandh : " + brand + "\n" +
                "name : " + name + "}";
    }
}

1. staitc 메소드 사용을 고려할 때, 인스턴스 변수를 그 안에서 사용하는지 판단해야한다.

• 다른 말로는, 메소드 안에서 인스턴스 변수를 사용하지 않는다면 static을 붙이는 것을 고려한다.

와닿는 내용들도 있지만 그렇지 않은 내용들도 있다. 경험을 통해서 알아가야 겠다.