Java기초[5] 예제로 알아보는 static 변수, 싱글톤 패턴

목차

 

개요

본 포스팅은 카카오테크캠퍼스 백엔드 과정에 따른 공부를 기록하는 용도로 사용할 예정이다. 

 

 

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static 변수(클래스 변수)

정의

• 특정 클래스의 인스턴스(객체)에 속하지 않는 변수

 

특징

• static 변수는 클래스 레벨에서 정의되며, 해당 클래스의 모든 인스턴스들이 공유하는 변수입니다.
• 이 변수는 메모리에 한 번만 할당(정적 메모리)되며, 프로그램이 실행되는 동안 계속 유지된다.
• static 메서드에서는 인스턴스 변수를 직접 사용할 수 없다.

인스턴스 변수는 객체가 생성될 때 할당되는 변수로, 특정 객체에 연관되어 있는 반면 static 메서드는 클래스 레벨에서 정의되어 객체를 생성하지 않고 호출할 수 있는 메서드이기 때문이다.

따라서 static 메서드는 객체가 생성되지 않은 상태에서도 호출될 수 있기 때문에, 인스턴스 변수에 직접 접근할 수 없

예시)

class MyClass {
    int instanceVariable;

    static void staticMethod() {
        // 에러 발생: static 메서드에서 인스턴스 변수를 직접 사용할 수 없습니다.
        instanceVariable = 10;
    }
}​

그러나 static 메서드 내에서 인스턴스 변수를 사용하려면, 해당 클래스의 객체를 생성한 후 그 객체를 통해 인스턴스 변수에 접근할 수 있다.

class MyClass {
    int instanceVariable;

    static void staticMethod() {
        MyClass obj = new MyClass();
        obj.instanceVariable = 10;
    }
}​

이 경우, staticMethod에서 MyClass 객체를 생성하고, 그 객체를 통해 instanceVariable에 접근하고 있다.

이 방식으로 인스턴스 변수를 사용할 수 있지만, 이렇게 사용된 인스턴스 변수는 해당 객체에만 국한된 값이 된다.

 

사용하는 이유

• 인스턴스 변수에 대한 메모리 사용을 줄이기 위해
  일반적인 인스턴스 변수는 클래스의 각 인스턴스에 대해 새로운 메모리 공간을 차지하지만 static 변수는 클래스 당 하나의 메모리 공간만 사용하므로, 메모리 사용을 줄일 수 있다.
• 모든 인스턴스에서 공유되는 값을 저장하기 위해
  static 변수는 클래스의 모든 인스턴스에서 공유되므로, 특정 값을 모든 객체 간에 동일하게 유지하려는 경우에 유용다.

사용되는 경우(활용예시)

• 상수선언시
  final 키워드와 함께 static 변수를 사용하여 프로그램 전체에서 사용되는 상수를 정의한다.

public class Constants {
    public static final double PI = 3.14159;
}

 

• 클래스의 인스턴스 카운터
  객체 생성 횟수를 추적하려는 경우, static 변수를 사용하여 인스턴스 생성 시마다 카운터를 증가시킬 수 있다.

class MyClass {
    static int instanceCount = 0;

    MyClass() {
        instanceCount++;
    }
}

 

 

 

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Singleton pattern 싱글톤 패턴

 

소프트웨어 디자인 패턴 중 하나로, 특정 클래스의 인스턴스를 오직 하나만 생성하도록 보장하고 이를 전역적으로 접근할 수 있게 하는 패턴

 

사용하는 이유

데이터베이스 연결, 로거, 설정 객체 등과 같이 공유 리소스를 관리하는 데 유용하기 때문이다.

 

예제

public class Singleton {
    // 클래스 내부에 private static 인스턴스를 생성합니다.
    private static Singleton uniqueInstance;

    // 생성자를 private로 선언하여 외부에서 인스턴스를 생성하는 것을 방지합니다.
    private Singleton() {
        // 초기화 코드를 작성할 수 있습니다.
    }

    // 외부에서 인스턴스에 접근할 수 있는 public static 메서드를 제공합니다.
    public static Singleton getInstance() {
        // 인스턴스가 아직 생성되지 않았다면 새로운 인스턴스를 생성합니다.
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        // 이미 생성된 인스턴스를 반환합니다.
        return uniqueInstance;
    }

    // 싱글톤 클래스의 다른 메서드들을 작성할 수 있습니다.
}

 

• 생성자는 private로 선언되어 외부에서 인스턴스를 직접 생성할 수 없다.
• getInstance() 메서드는 public static으로 선언되어, 외부에서 인스턴스에 접근할 수 있는 방법을 제공한다.

이러한 구조를 통해, Singleton 클래스의 인스턴스는 오직 하나만 생성되고, getInstance() 메서드를 통해 전역적으로 접근할 수 있다.

 

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마무리

static 변수와 이를 활용한 싱글톤 패턴에 대해 알아보았다.

 

관련 내용을 찾다보니 static과 싱글톤 패턴을 통해 구현하는 경우 발생할 수 있는 문제에 대해서 더 깊게 찾아보았는데 따로 포스팅 해보았다.