[Java] 7-4. 제어자(modifier)

 

제어자(modifier)

1. 제어자란?

제어자는 클래스, 변수 또는 메서드의 선언부에 함께 사용되어 부가적인 의미를 부여한다.

접근 제어자	public, protected, default, private
그     외	static, final, abstract, native, transient, synchronized, volatile, strictfp​

제어자는 클래스나 멤버변수, 메서드에 주로 사용되고 하나의 대상에 대해서 여러 제어자를 조합하여 사용할 수 있다. 단, 접근 제어자는 한 번에 네 가지 중 하나만 선택해서 사용할 수 있다.

 

2. static - 클래스의, 공통적인

클래스 변수(static 멤버변수)는 인스턴스에 관계없이 같은 값을 갖는다. 하나의 변수를 모든 인스턴스가 공유하기 때문이다. static이 붙은 멤버변수와 메서드, 그리고 초기화 블럭은 인스턴스가 아닌 클래스에 관계된 것이어서 인스턴스를 생성하지 않고도 사용할 수 있다.

제어자	대상	의미
static	멤버변수	모든 인스턴스에 공통적으로 사용되는 클래스 변수가 된다. 클래스 변수는 인스턴스를 생성하지 않고도 사용 가능하다. 클래스가 메모리에 로드될 때 생성된다.
	메서드	인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능한 static 메서드가 된다. static메서드 내에서는 인스턴스 멤버들을 직접 사용할 수 없다.

3. fianl - 마지막의, 변경될 수 없는

final은 거의 모든 대상에 사용할 수 있다. 변수에 사용하면 값을 변경할 수 없는 상수가 되고, 메서드에 사용하면 오버라이딩을 할 수 없게 되고, 클래스에 사용하면 자신을 확장하는 하위 클래스를 정의할 수 없게 된다.

제어자	대상	의 미
final	클래스	변경될 수 없는 클래스, 확장될 수 없는 클래스가 된다. final로 지정된 클래스는 다른 클래스의 상위 클래스가 될 수 없다.
	메서드	변경될 수 없는 메서드, final로 지정된 메서드는 오버라이딩을 통해 재정의 될 수 없다.
	멤버변수	변수 앞에 final이 붙으면 값을 변경할 수 없는 상수가 된다.
	지역변수

생성자를 이용한 final멤버 변수의 초기화
final이 붙은 변수는 상수이므로 일반적으로 선언과 동시에 초기화를 한다. 하지만 인스턴스 변수의 경우 생성자에서 초기화 되도록 할 수 있다. 매개변수를 넘겨받는 생성자를 이용하여 final이 붙은 멤버변수를 초기화 할 수 있다.

class Card{
  final int NUMBER;
  final String KIND;
  static int width = 100;
  static int height = 250;
  
  Card(String kind, int num) {
    KIND = kind;
    NUMBER = num;
  }
  ...
}​

 

4. abstract - 추상의, 미완성의

메서드의 선언부만 작성하고 실제 수행내용은 구현하지 않는 추상 메서드를 선언하는데 사용된다. 그리고 클래스에 사용하여 클래스 내에 추상메서드가 존재한다는 것을 알리는 역할을 한다. 추상 클래스는 조금 나중에 자세하게 다룬다.

제어자	대상	의 미
abstract	클래스	클래스 내에 추상 메서드가 선언되어 있음을 의미한다.
	메서드	선언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않은 추상 메서드임을 알린다.

추상 클래스는 아직 완성되지 않은 메서드가 존재하는 미완성 설계도이므로 인스턴스를 생성할 수 없다. 이 클래스 자체로는 쓸모가 없지만 다른 클래스가 상속 받아서 원하는 메서드만 오버라이딩 해도 되는 장점이 있다. 지금은 가볍게 참고만 하고 넘어가자.

 

5. 접근 제어자(access modifier)

접근 제어자는 멤버 또는 클래스에 사용되고 해당하는 멤버 또는 클래스를 외부에서 접근하지 못하도록 제한하는 역할을 한다. 클래스나 멤버변수, 메서드, 생성자에 접근 제어자가 지정되어 있지 않으면 default이다. default를 실제로 붙이지는 않는다.

private	같은 클래스 내에서만 접근이 가능하다.
default	같은 패키지 내에서만 접근이 가능하다.
protected 같은 패키지 내에서, 다른 패키지의 하위클래스에서 접근이 가능하다.
public	접근 제한이 전혀 없다.​

접근 범위
	public > protected > (default) > private

접근 제어자를 이용한 캡슐화
클래스나 멤버, 주로 멤버에 접근 제어자를 사용하는 이유는 클래스의 내부에 선언된 데이터를 보호하기 위해서이다. 데이터가 유효한 값을 유지하도록, 또는 비밀번호와 같은 데이터를 외부에서 변경하지 못하도록 하기 위해 외부로부터의 접근을 제한하는 것이 필요하다. 이것을 데이터 감추기(data hiding)이라 하고, 객체지향개념의 캡슐화(encapsulation)에 해당하는 내용이다. 또 다른 이유는 클래스 내에서만 사용되는, 내부 작업을 위해 임시로 사용되는 멤버변수나 부분 작업을 처리하기 위한 메서드 등의 멤버들을 클래스 내부에 감추기 위해서이다. 외부에서 사용할 필요가 없는 멤버들을 private으로 지정하여 외부에 노출시키지 않음으로써 복잡성을 줄일 수 있다. 이 또한 캡슐화에 해당한다.

접근 제어자를 사용하는 이유
- 외부로부터 데이터를 보호하기 위해서
- 외부에는 불필요한, 내부적으로만 사용되는 부분을 감추기 위해서​

멤버변수가 public일 경우 직접 접근하여 값을 바꿀 수 있는데 잘못된 값을 입력하여 멤버변수의 값을 바꾸는 것을 막고 싶다면 private이나 protected로 접근을 제한한 후 변경하고자 하는 값을 입력받아 조건에 맞는 값일 때만 변경하도록 하는 set메서드를 제공하면 된다. 보통 멤버변수의 값을 읽는 메서드의 이름을 get멤버변수이름으로 하고 멤버변수의 값을 변경하는 메서드의 이름을 set멤버변수이름으로 한다. 암묵적인 규칙이므로 특별한 이유가 없는 한 따르도록 하자. 그리고 get으로 시작하는 메서드를 겟터(getter), set으로 시작하는 메서드를 셋터(setter)라고 부른다.

생성자의 접근 제어자
생성자에 접근 제어자를 사용함으로써 인스턴스의 생성을 제한할 수 있다. 보통 생성자의 접근 제어자는 클래스의 접근 제어자와 같지만 다르게 지정할 수도 있다. 생성자의 접근제어자를 private으로 지정하면 외부에서 인스턴스를 생성할 수 없다. 그래도 클래스 내부에서 인스턴스를 생성할 수 있고 이를 반환해주는 public 메서드를 제공하여 외부에서 이 클래스의 인스턴스를 사용하도록 할 수 있다. 이 메서드는 public인 동시에 static이어야 한다. 인스턴스를 생성하지 않고도 호출할 수 있어야 하기 때문이다. 또 생성자가 private인 클래스는 다른 클래스의 상위 클래스가 될 수 없다. 하위클래스에서 private 생성자를 호출 할 수 없기 때문이다. 그래서 클래스 앞에 final을 추가하여 상속할 수 없는 클래스라는 것을 알리는 것이 좋다.

 

6. 제어자(modifier)의 조합

static, final, abstract에 대해 알아보았다. 이 외에도 많은 제어자들이 있으나 자바를 학습하다보면 자연스럽게 익히게 될 것이다. 제어자가 사용될 수 있는 대상을 중심으로 제어자를 정리해보자.

대 상	사용가능한 제어자
클래스	public, (default), final, abstract
메서드	모든 접근 제어자, final, abstract, static
멤버변수	모든 접근 제어자, final, static
지역변수	final

제어자를 조합해서 사용할 경우 주의해야 할 사항

1. 메서드에 static과 abstract를 함께 사용할 수 없다.
   - static메서드는 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 모순된다.
     
3. abstract메서드의 접근 제어자가 private일 수 없다.
   - abstract메서드는 하위 클래스에서 구현해주어야 하는데 private면 하위 클래스에서 접근할 수 없다.
   
4. 메서드에 private과 final을 같이 사용할 필요는 없다.
   - 접근 제어자가 private인 메서드는 오버라이딩될 수 없기 때문이다. 이 둘 중 하나만 사용해도 된다.​