제어자란?
제어자(modifier)는 클래스, 변수 또는 메서드의 선언부에 함께 사용되어 부가적인 의미를 부여한다.
제어자의 종류는 크게 접근 제어자와 그 외의 제어자로 나눌 수 있다.
- 접근 제어자
public, protected, default, private - 그 외
static, final, abstract, native, transient, synchronized, volatile, strictfp
제어자는 클래스나 멤버 변수와 메서드에 주로 사용되며, 하나의 대상에 대해서 여러 제어자를 조합하여 사용하는 것이 가능하다.
단, 접근 제어자는 하나의 대상에 대해서 하나만 선택해서 사용할 수 있다.
static - 클래스의, 공통적인
static은 '클래스의' 또는 '공통적인'의 의미를 가지고 있다.
클래스 변수(static 멤버 변수)는 인스턴스에 관계없이 같은 값을 갖는다.
-> 하나의 변수를 모든 인스턴스가 공유하기 때문이다.
인스턴스 메서드와 static 메서드의 근본적인 차이는 메서드 내에서 인스턴스 멤버를 사용하는지 여부에 있다.
static 멤버 변수
- 모든 인스턴스에 공통적으로 사용되는 클래스 변수가 된다.
- 클래스 변수는 인스턴스를 생성하지 않고도 사용 가능하다.
- 클래스가 메모리에 로드될 때 생성된다.
static 메서드
- 인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능한 static 메서드가 된다.
- static 메서드 내에서는 인스턴스 멤버들을 직접 사용할 수 없다.
인스턴스 멤버를 사용하지 않는 메서드는 static을 붙여서 static 메서드로 선언하는 것을 고려해야 한다.
가능하다면 static 메서드로 하는 것이 인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능해서 더 편리하고 속도도 더 빠르다.
final - 마지막의, 변경될 수 없는
final은 '마지막의' 또는 '변경될 수 없는'의 의미를 가지고 있으며 거의 모든 대상에 사용될 수 있다.
- 변수에 사용하면 상수
- 메서드에서 사용하면 오버라이딩 못함
- 클래스에 사용하면 자신을 확장하는 자손 클래스 정의 못함
final 클래스
- 변경될 수 없는 클래스, 확장될 수 없는 클래스.
- final로 지정된 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없다.
final 메서드
- 변경될 수 없는 메서드.
- final로 지정된 메서드는 오버라이딩을 통해 재정의 될 수 없다.
final 멤버 변수, 지역변수
- 값을 변경할 수 없는 상수
abstract - 추상의, 미완성의
abstract는 메서드의 선언부만 작성하고 실제 수행 내용은 구현하지 않은 추상 메서드를 선언하는 데 사용된다.
그리고 클래스에 사용되어 클래스 내에 추상 메서드가 존재한다는 것을 쉽게 알 수 있게 한다.
abstract class AbstractTest { // 추상 클래스(추상 메서드를 포함한 클래스)
abstract void move(); // 추상 메서드(구현부가 없는 메서드)
}
접근 제어자(access modifier)
접근 제어자는 멤버 또는 클래스에 사용되어, 해당하는 멤버 또는 클래스를 외부에서 접근하지 못하도록 제한한다.
클래스나 멤버, 생성자 등에 접근 제어자가 지정되어 있지 않다면, 접근 제어자가 default임을 뜻한다.
| 제어자 | 같은 클래스 | 같은 패키지 | 자손 클래스 | 전체 |
| public | O | O | O | O |
| protected | O | O | O | X |
| (default) | O | O | X | X |
| private | O | X | X | X |
접근 제어자를 이용한 캡슐화
접근 제어자를 사용하는 이유는 클래스의 내부에 선언된 데이터를 보호하기 위해서이다.
데이터가 유효한 값을 유지하도록, 또는 비밀번호와 같은 데이터를 외부에서 함부로 변경하지 못하도록 하기 위해서는 외부로부터의 접근을 제한하는 것이 필요하다.
이것을 데이터 감추기(data hiding)라고 하며, 객체지향 개념의 캡슐화(encapsulation)에 해당하는 내용이다.
또 다른 이유는 클래스 내에서만 사용되는, 내부 작업을 위해 임시로 사용되는 멤버 변수나 부분 작업을 처리하기 위한 메서드 등의 멤버들을 클래스 내부에 감추기 위해서이다.
외부에서 접근할 필요가 없는 멤버들을 private으로 지정하여 외부에 노출시키지 않음으로써 복잡성을 줄일 수 있다.
접근 제어자를 사용하는 이유
- 외부로부터 데이터를 보호하기 위해서
- 외부에는 불필요한, 내부적으로만 사용되는 부분을 감추기 위해서
만약 메서드 하나를 변경해야 한다면 이 메서드의 접근 제어자가 public이라면, 메서드를 변경한 후에 오류가 없는지 테스트해야 하는 범위가 넓다. 그러나 접근 제어자가 default라면 패키지 내부만 확인해 보면 되고, private이면 클래스 하나만 살펴보면 된다. 이처럼 접근 제어자 하나가 때로는 상당한 차이를 만들어 낼 수 있다.
접근 제어자를 적절히 선택해서 접근 범위를 최소화하도록 노력해야 한다.
만약 상속을 통해 확장될 것이 예상되는 클래스라면 멤버에 접근 제한을 주되 자손 클래스에서 접근하는 것이 가능하도록 하기 위해 private 대신 protected를 사용한다.
하나의 소스파일(*. java)에는 public 클래스가 단 하나만 존재할 수 있으며,
소스파일의 이름은 반드시 public 클래스의 이름과 같아야 한다.
생성자의 접근 제어자
보통 생성자의 접근 제어자는 클래스의 접근 제어자와 같지만, 다르게 지정할 수도 있다.
생성자의 접근 제어자를 private으로 지정하면, 외부에서 생성자에 접근할 수 없으므로 인스턴스를 생성할 수 없게 된다.
그래도 클래스 내부에서는 인스턴스를 생성할 수 있다.
class Signleton {
private Singleton() {
}
}대신 인스턴스를 생성해서 반환해주는 public 메서드를 제공함으로써 외부에서 이 클래스의 인스턴스를 사용하도록 할 수 있다. 이 메서드는 public인 동시에 static이어야 한다.
class Singleton {
private static Singleton s = new Singleton();
// -> getInstance()에서 사용될 수 있도록 인스턴스가 미리 생성되어야 하므로 static 이어야한다.
private Singleton() {
}
// 인스턴스를 생성하지 않고도 호출할 수 있어야 하므로 static 이어야한다.
public static Singleton getInstance() {
return s;
}
}이처럼 생성자를 통해 직접 인스턴스를 생성하지 못하게 하고 public 메서드를 통해 인스턴스에 접근하게 함으로써 사용할 수 있는 인스턴스의 개수를 제한할 수 있다.
생성자가 private인 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없다. 그래서 클래스 앞에 final을 더 추가하여 상속할 수 없는 클래스라는 것을 알리는 것이 좋다.
public final class Math {
private Math() {
}
}
제어자를 조합해서 사용할 때 주의해야 할 사항
1. 메서드에 static과 abstract를 함께 사용할 수 없다.
static 메서드는 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 모순이다.
3. abstract 메서드의 접근 제어자가 private일 수 없다.
abstract 메서드는 자손 클래스에서 구현해주어야 하는데 접근 제어자가 private이면,
자손 클래스에서 접근할 수 없기 때문이다.
4. 메서드에 private와 final을 같이 사용할 필요는 없다.
접근 제어자가 private인 메서드는 오버라이딩될 수 없기 때문에 둘 중 하나만 사용해도 충분하다.
