자바 생성자 및 finalize

오늘은 자바의 내용 중에서 생성자 및 객체의 생성과 소멸에 대해서 알아보겠습니다.

1. 생성자란?

생성자는 객체가 생성될 때 호출되는 '객체 초기화 메서드'입니다. 따라서 변수의 초기화 작업에 주로 사용되며, 객체 생성시에 실행되어야 할 작업을 위해서 사용되어 집니다. 생성자는 메서드처럼 클래스 내에서 생성이 되며, 리턴 값이 없음을 뜻하는 void를 사용하지는 않고 아무것도 적지 않습니다. 그리고 생성자는 기본적으로 다음과 같은 조건을 따릅니다.

- 생성자의 이름은 클래스의 이름과 같아야 한다.

- 생성자는 리턴 값이 없다.

사실 모든 클래스에는 반드시 하나 이상의 생성자가 정의되어 있어야 하는데, 명시적으로 정의하지 않더라도 컴파일러가 default 생성자를 제공합니다. 컴파일러가 자동적으로 추가해주는 기본 생성자는 매개변수도 없고 아무런 내용도 없는 빈 생성자입니다.

간단한 예제를 통해서 알아보도록 하겠습니다.

class Example1 {
  int value;
}

class Example2 {
  int value;

  Example2(int x) {    // 매개변수가 있는 생성자
  value = x;
  }
}

class ConstructorTest {
  public static void main(String[] args) {
    Example1 ex1 = new Example1();
    Example2 ex2 = new Example2();    // 컴파일 에러 발생
  }
}

위의 내용을 보시면, Example1에는 생성자가 아무것도 없기 때문에 컴파일러가 default 생성자를 생성했지만, Example2에서는 매개변수가 있는 생성자가 이미 있기 때문에 컴파일러는 자동적으로 default 생성자를 만들지 않습니다. 즉, 생성자들을 오버로딩해서 변수타입 및 매개변수 개수가 다른 여려개의 생성자를 만들 수 있지만, default 생성자가 컴파일러에 의해서 추가되는 경우는 클래스에 정의된 생성자가 하나도 없을 때만 추가됩니다.

2. 생성자에서 다른 생성자 호출 - this()와 this

같은 클래스의 멤버들 간에 서로 호출할 수 있는 것처럼 생성자 간에도 서로 호출이 가능한데, 아래의 두 조건을 만족시켜야 됩니다.

- 생성자의 이름으로 클래스 이름 대신 this를 사용한다.

- 한 생성자에서 다른 생성자 호출할 때는 반드시 첫 줄에서만 호출이 가능하다.

class Car {
  String color;
  String gearType;
  int door;
}

Car() {
  this("white", "auto", 4);     // Car(String color, String gearType, int door)를 호출
}

Car(String color) {
  this(color, "auto", 4);
}

Car(String color, String gearType, int door) {
  this.color = color;
  this.gearType = gearType;
  this.door = door;
}

class CarTest {
  public static void main(String[] args) {
    Car c1 = new Car();
    Car c2 = new Car("blue");

    System.out.println("c1의 color=" + c1.color + ", gearType=" + c1.gearType + ", door=" + c1.door);
    System.out.println("c2의 color=" + c2.color + ", gearType=" + c2.gearType + ", door=" + c2.door);
  }
}

생성자 Car()에서도 또 다름 생성자 Car(String color, String gearType, int door)를 호출했습니다. 이처럼 생성자 간의 호출에는 생성자의 이름 대신 this를 사용해야만 하므로 'Car' 대신 'this'를 사용했습니다. 그리고 반드시 첫 줄에서 호출해야된다는 점을 눈여겨 보시면 됩니다.

- this : 인스턴스 자신을 가리키는 참조변수, 인스턴스의 주소가 저장되어 있습니다. 모든 인스턴스 메소드에 지역변수로 숨겨진 채로 존재합니다.

- this() 또는 this(매개변수) : 생성자이며, 같은 클래스의 다른 생성자를 호출할 때 사용합니다.

3. 초기화 블럭

초기화 블럭에는 '클래스 초기화 블럭'과 '인스턴스 초기화 블럭' 두 가지 종류가 있습니다. 클래스 초기화 블럭은 클래스 변수의 초기화에 사용되고, 인스턴스 초기화 블럭은 인스턴스 초기화에 사용됩니다.

사용 방법은 아래와 같습니다.

class InitBlock {

  static {
    /* 클래스 초기화 블럭 */
  }

  { /* 인스턴스 초기화 블럭 */ }

}

초기화 블럭 내에는 메소드 내에서와 같이 조건문, 반복문, 예외처리 구문 등을 자유롭게 사용할 수 있으며, 초기화 작업이 복잡하여 명시적 초기화만으로는 부족한 경우 초기화 블럭을 사용합니다. 클래스 초기화 블럭는 클래스가 메모리에 처음 로딩될 때 한번만 수행되며, 인스턴스 초기화 블럭은 생성자와 같이 인스턴스를 생성할 때 마다 수행됩니다. 그리고, 생성자 보다 인스턴스 초기화 블럭이 먼저 수행되고, 클래스의 모든 생성자에서 공통적으로 수행되어져야 하는 코드가 있는 경우 생성자에 넣지 않고 인스턴스 초기화 블록에 넣어 두면 코드의 중복을 줄일 수 있습니다.

4. 소멸자(종료자)

자바의 모든 클래스는 최상위 클래스인 Object 클래스의 메소드를 포함하고 있고, finalize는 그 메소드 중 하나입니다. 이 메소드는 자바 가상머신(JVM : java virtual machine)이 메모리 누수(leak)을 방지하기 위해 실행하는 카비지 컬렉션이 수행될 때 더 이상 사용하지 않는 자원에 대한 정리 작업을 진행하기 위해 호출되는 종료자 메소드입니다.

class ObjA {
    private int id;

    public ObjA(int id) {
        this.id = id;
        System.out.println("Call ObjA Constructor");
    }

    public void finalize() {
        System.out.println("Call ObjA Destructor");
    }
}

class ObjB extends ObjA {
    private String name;

    public ObjB(int id, String name) {
        super(id);
        this.name = name;
        System.out.println("Call ObjB Constructor");
    }

    public void finalize() {
        System.out.println("Call ObjB Destructor");
        super.finalize();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ObjB obj = new ObjB(3, "madplay");
        obj.finalize();
    }
}

자바의 경우 자동으로 상위 클래스의 종료자 메소드가 호출되지 않기 때문에 super.finalize() 메소드를 통해서 명시적으로 호출해야됩니다. 보통 finalize 메소드는 오버라이드를 통해서 사용하고, System.gc() 메소드를 통해 가비지 컬렉션이 발생하도록 해서 finalize() 메소드를 수행합니다. 그리고, 종료자 메소드는 사용을 권하지는 않습니다. 가비지 컬렉션의 실행 시점이 불분명하기 때문에 finalize 메소드를 사용하더라도 그때 finalize()가 실행된다는 실행을 보장하지 않습니다. 

5. 객체의 생성과 소멸

JVM의 메모리 영역은 크게 클래스 영역, 자바 스택 영역, 힙 영역, 네이티브 메소드 영역 등 4개의 영역으로 나뉩니다. new 연산을 통해서 객체를 생성하면 힙 영역에 저장되며, 객체가 더 이상 사용되지 않거나 명시적으로 null을 선언 시에 사용되지 않는 쓰레기 객체는 가비지 컬렉터를 통해서 객체를 제거됩니다.

이것으로 객체의 생성과 소멸에 대한 포스팅을 마치도록하겠습니다.