Week 3

Week 3
: 파면 팔 수록 어려운 것

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✍️ 이번 주는 책을 통해 새롭게 공부하기보단 2주차에서 멘토님께서 질문 주셨던 내용에 대해 조금 더 깊게 공부하는 시간을 가졌다. 그런데 의문이 든다.

'과연 내가 공부한 것들이 내 것이 되었을까?'

스스로에게 물었을 때, 반은 맞고 반은 틀린 것 같다.
틀렸다의 의미는 새로운 것을 접해서 조금씩 머리에 그려지기 시작한 단계라는 의미이다.
얼마나 더 들여봐야 내 것이 될 수 있을까?!🥲 조급해지지말고 단단하게 성장 할 수 있도록, 4주차도 열심히 공부해야겠다!

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1. String 객체를 선언하는 방법과 그 차이

String 객체를 생성하는 방법은 크게 두 가지로 나뉜다.
📍 Literal로 직접 문자열을 작성하여 생성하는 방법
📍 new 연산자를 이용해 생성자에 매개 변수로 문자열을 담아 생성하는 방법


1. 리터럴로 생성
리터럴로 String 객체로 선언 할 때, 컴파일러에 의해 자동으로 intern() 메소드가 컴파일될 때 추가된다.
때문에 JVM에서 해당 객체를 메모리에 할당 할 때, intern() 메소드에 같은 문자열이 메모리에 존재하는지 Heap 메모리의 String Constant Pool을 확인한다.
만약 같은 문자열이 이미 할당되어 있다면 해당 객체의 메모리 주소를 참조한다. 하지만 String Constant Pool같은 문자열이 존재하지 않는다면 문자열을 해당 영역에 새로 할당받고 이에 대한 메모리 주소를 참조한다.
이러한 이유로 리터럴로 생성된 문자열이 같은 String 객체는 동등비교연산자를 통해 비교연산 시, true를 리턴한다.


2. 생성자를 통해 생성
생성자로 String 객체를 선언 할 때, 리터럴 선언과 달리 바로 Heap 메모리에 할당된다. 때문에 같은 문자열이라 할지라도 생성자로 선언된 String 객체, 리터럴로 선언된 String 객체와 동등비교연산자로 연산 시 false를 리턴한다.
문자열이 같아도 Heap 메모리에 할당된 영역은 다르기 때문이다. 때문에 문자열 비교를 위해서는 equlas() 메소드를 이용하는 것이 좋다.

 

2. Inheritance, Composition

📍상속
상속은 extends 라는 예약어를 통해 최대 1개의 클래스를 상속 받을 수 있다.
부모 클래스에서 public, protected 제어자로 정의한 필드, 메소드 등을 @Override 를 통해 재정의하거나 재사용이 가능하다.
상속은 다형성의 특징을 가지며, SOLID 원칙 중 리스코프 치환 원칙에 기반을 두고 있다. 때문에 IS-A 관계의 클래스들을 상속을 통해 관계를 맺어줄 수 있다.
하지만 Java의 상속은 리스코프 치환 원칙에 어긋나는 경우가 있는데, 대표적으로 List와 Arrays.asList()가 있다.
Arrays 클래스는 ArraysList 클래스와는 별개로, Arrays.asList() 정적 메소드는 매개 변수로 배열을 받아 내부 로직에 의해 List 클래스로 반환한다. 기본적으로 Arrays.asList() 정적 메소드는 크기를 변경 할 수 없는 배열 객체를 기반으로 List 객체를 만들기 때문에 add() 메소드가 재정의 되어 있지 않다.
그래서 이렇게 Arrays.asList()로 선언된 List 객체의 add() 메소드 호출 시 예외를 발생하며, 이는 리스코프 치환 법칙과 폐쇄 개방 원칙 그리고 캡술화에 어긋난다.

📍구성
이러한 상속의 단점을 해결하기 위해 구성이라는 개념이 등장하게 되는데, 구성은 클래스의 필드에 참조하고자 하는 객체를 선언하여 해당 클래스를 객체로 선언 했을 때 필드에 선언된 클래스 내부의 메소드들을 사용 할 수 있다.
상속과 달리 여러 개의 클래스를 필드로 선언 할 수 있고, 상속처럼 재사용 할 수 있다는 장점이 존재한다.

 

3. GC의 동작 원리와 그 종류

📍 Garbage Collector?
Java 프로그램이 실행 중에 Heap 메모리에 할당된 객체 중 쓸모 없는 객체를 찾아 메모리 회수 작업을 수행한다.

📍 GC의 동작 원리
기본적으로 Heap 메모리에 할당된 객체 중 Reachable 객체와 UnReachable 객체를 구분하고(Mark), Unreachable 객체가 할당된 메모리를 할당한다.(Sweep) 이러한 과정을 수행하는 알고리즘을 Mark & Sweep 알고리즘이라고 하며, 여러 상황에 따라 다양한 알고리즘이 적용된 GC를 수행하는데 Serial GC, Parallel GC, Parallel Old GC, CMS GC, G1GC 가 존재한다.

📍 GC를 수행하는 영역
GC가 관리하는 영역인 Heap 메모리는 Young / Old Generation으로 나뉘며, Young 영역에는 새롭게 할당된 객체가 존재하고 Old 영역에는 Young 영역에서 정리되지 않은 강한 참조가 일어난 객체들이 존재한다.
Young 영역은 세부적으로 Eden, Survivor 1/2 영역으로 나뉘는데, Eden 영역은 new 생성자로 새롭게 생성된 객체가 존재하며 GC 수행 후 참조가 존재하는 객체는 Survivor 영역 중 한 곳으로 이동한다. 해당 과정을 반복하다가 Survivor 영역 중 한 곳의 메모리가 다 찬다면 비어있는 나머지 Survivor 영역에 참조가 존재하는 객체를 이동 시킨 후, 기존에 채워져 있던 Survivor 영역은 비워둔다.
이러한 과정을 계속 수행하면서 Survivor 영역에 남아있는 객체 중 age 값이 8에서 9로 증가하는 시점에 해당 객체들은 Old 영역으로 이동하게 된다.

📍 개발자가 GC에 관여하는 방법
java.lang.ref 패키지에 존재하는 클래스를 호출해서 GC 작업 수행에 일부분 관여 할 수 있다.
해당 패키지에는 대표적으로 WeakReference, SoftReference, PhantomReference, ReferenceQueue 클래스가 존재한다.
각 클래스는 GC에 의해 메모리 회수가 되면 안되는 객체들을 생성자에 매개 변수로 담아 선언한다. 예외적으로 PhantomReference는 ReferenceQueue 객체도 함께 인자로 넘겨주어야 한다.
이들 클래스는 매개 변수로 받은 객체를 캡술화하고, 해당 객체를 만들어 참조한다. 이 때, 캡슐화 된 객체를 참조하는 객체가 Reference 객체만 존재할 때, GC는 해당 객체를 UnReachable 객체로 간주하여 메모리 회수 작업을 수행한다.
하지만 각 Reference 객체는 메모리 상에 남아 있기 때문에, get() 메소드를 이용하여 메모리 회수 작업이 완료되기 전 후처리를 수행 할 수 있게 한다. 다만, SoftReference 클래스는 캡슐화 된 객체의 참조 횟수나 메모리 크기 등 상황에 맞을 때 해당 작업을 수행한다.

 

4. Inner Class

📍 Inner Class?
클래스 내부에 선언한 클래스로 Static Nested 클래스와 내부 클래스로 나뉜다. 내부 클래스는 또 지역 내부 클래스와 익명 클래스로 나뉜다. 내부 클래스는 클래스 내부에서만 사용되는 경우 논리적으로 묶기 위해서 사용되거나 캡슐화를 통해 구현되어야 할 때 사용된다.
이와 같은 이유로 내부 클래스는 캡술화의 특징을 가지게 되는데, 클래스 내부를 숨기거나 은닉하는데 유용하며, 주로 Java GUI에서 사용된다.

📍 Static Nested Inner Class
클래스 내부에 구현된 클래스에 static 예약어를 붙여 논리적으로 내부 클래스와 내부 클래스를 구현한 클래스 관계를 묶어준다.

📍 Anonymous Class
해당 클래스를 객체로 선언하기 위해서는 생성자 혹은 메소드 내부에서 생성자를 호출하고, 이 때 중괄호를 만들어 그 내부에 해당 클래스를 정의하여 구현한다. 익명 클래스는 런타임 시, JVM이 읽어야 하는 클래스 파일이 줄어 실행 속도가 향상될 수 있다는 장점이 있지만, 남발 할 경우 코드 가독성과 유지보수가 어렵다는 단점이 있다.

 

5. Anntation

📍 Annotation?
클래스, 메소드, 필드 등의 위에 @를 사용해서 선언하는 방식으로 특정 의미를 명시하거나 로직 외의 작업을 수행하기 위해서 사용한다. Java에서 기본 제공하는 Annotation으로는 @Override, @Deprecated, @SupressWarning이 존재하며 각 Annotation의 의미는 부모 클래스에서 정의된 메소드 및 생성자를 자식 클래스에서 재정의 할때, 해당 메소드 혹은 생성자를 이제 사용하지 않으며 추후에 제거될 수 있다는 의미를 알려줄 때, 런타임 시 발생하는 경고를 무시하기 위해서 사용된다.

📍 Meta Annotaion?
Annotation을 만들기 위해 존재하는 Annotation으로, @Target, @Retention, @Documented, @Inherited 가 존재한다.
순서대로 어떤 부분에 적용 가능한지, 어떤 시점에서 Annotation이 수행되는지, 해당 Annotation을 Java API 문서에 등록할 것인지, 해당 Annotation이 선언된 부모 클래스의 자식 클래스에도 적용시킬 것인지로 구분된다.

 

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추가적으로 공부할 내용들

📚 Interface, Proxy, Proxy Pattern, Spring Proxy(AOP) (Transactional)
📚 Annotation 동작 원리와 Rombok 라이브러리가 애플리케이션에서 어떻게 동작하는지
📚 Lamda는 어떻게 동작하는지
📚 LRU Cache에 대해서
📚 ArrayList, LinkedList 구현체의 차이점 (자료구조에 대한 공부)

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💭 오늘 멘토님께 두루뭉실하게 말하는 것에 대한 피드백을 받았다. 진짜 정확히 짚어주셨다.
내가 정확히 알지 못할 때, 내가 정리가 안된 내용들은 특히나 횡설수설하면서 논점에서 벗어난 이야기를 한다.
이는 면접 뿐만 아니라 커뮤니케이션에도 큰 문제점이라고 생각한다. 말하기 전에 생각하자!