Java : JVM과 연관지어 보는 Static Block과 Instance Block
JVM과 연관지어 보는 스태틱 블록(Static Block)과 인스턴스 블록(Instance Block)
Java로 디자인 패턴 스터디 중 Class 안에 static { }와 { }로만 이루어진 처음보는 블록이 있어 이 글을 포스팅하게 되었습니다.
JVM으로 자바 프로그램 실행하는 과정과 연관되어 있기 때문에 아래의 JVM 글을 먼저 보고 오시면 더 좋을 거 같습니다 :)
참고 링크
1. 스태틱 블록(Static Block)
- 클래스가 로딩되고 해당 클래스가 사용 중이라면 자동으로 실행되는 블록
- 클래스 안에 여러 개의 static 블록을 넣을 수 있다.
- 주로 클래스의 static 멤버 변수를 초기화시키는 용도로 사용
해당 클래스가 여러 군데 사용되고 있다면 스태틱 블록이 여러 번 실행된다고 생각할 수 있지만, static 관련 메모리는 모든 쓰레드가 공유하는 JVM의 Method Area에서 관리하기 때문에 각 Class 당 한 번만 실행됩니다.
1-1. 실행 순서
- 클래스 로드
- 해당 클래스의 static 속성이나 메서드를 사용하거나 최초로 객체를 생성한다면, 해당 static 메모리나 객체 크기 만큼 메모리를 할당해줍니다.
- 해당 Class File이 static으로 되어 있다고 무조건 메모리를 할당하는 것은 아닙니다.
- static 블록이 선언된 순서대로 실행됩니다.
static으로 되어 있다고 무조건 메모리를 할당하지 않는 이유??
static으로 되어 있다고 무조건 메모리를 할당하지 않는 이유는 JVM의 Class Loader가 jar파일 내 저장된 클래스들을 JVM위에 탑재하고 사용하지 않는 클래스들은 메모리에서 삭제하기 때문입니다.
1-2. 코드
Main Class를 보면 Font.name처럼 해당 클래스를 사용하고 있어야 스태틱 블록이 실행됩니다.
만약 주석으로 된 Font font = null도 스태틱 블록이 실행되어야 한다고 생각할 수도 있지만, 클래스 명만 작성 즉, 메모리에 Font 객체의 크기 만큼 공간을 할당해준 것이지 실질적으로 Font Class를 사용하지 않았기 때문에 스태틱 블록이 실행되지 않습니다.
// Static Block을 가지는 Font Class
public class Font {
static String name;
int size;
static {
System.out.println("Static Block 1");
}
static {
System.out.println("Static Block 2");
}
}
// Main
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Font.name = "test";
// Font font = null; // 해당 클래스를 사용하지 않았기 때문에 아무 것도 실행되지 않음.
}
}
실행 결과
Static Block 1
Static Block 2
2. 인스턴스 블록(Instance Block)
- 인스턴스가 생성된 후(JVM의 JVM Stack에 메모리가 쌓인 후) 자동으로 실행하는 블록
- 한 클래스 안에 여러 개의 인스턴스 블록을 넣을 수 있음
- 인스턴스 변수를 초기화시키는 용도로 사용
- 어떤 생성자가 호출되든 그 전에 공통으로 초기화시키고 싶은 작업이 있다면 인스턴스 블록에서 처리하기 유용
2-1. 실행 순서
- 인스턴스를 생성합니다.
- 생성자가 호출되기 전에 인스턴스 블록이 선언된 순서대로 실행됩니다.
2-2. 코드
인스턴스 블록은 생성자 호출 전에 실행되기 때문에 Main Class를 보면 new Font()처럼 해당 클래스로 객체를 만들어주어야 실행되고 객체를 만들어 줄 때마다 실행되는 것을 볼 수 있습니다.
// Instance Block을 가지는 Font Class
public class Font {
static String name;
int size;
{
System.out.println("Instance Block 1");
}
{
System.out.println("Instance Block 2");
}
}
// Main
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Font font = new Font();
font = new Font();
}
}
실행 결과
Instance Block 1
Instance Block 2
Instance Block 1
Instance Block 2
3. 스태틱 블록과 인스턴스 블록의 혼합 사용
그렇다면 스태틱 블록과 인스턴스 블록을 혼합해서 사용하면 어떻게 될까요??
스태틱 블록은 각 Class 당 한 번만 실행된다고 하였고, 인스턴스 블록은 객체를 만들 때 마다 실행된다고 하였습니다. 정말 그런지 예제로 확인해보겠습니다.
코드
// Instance Block과 Static Block을 가지는 Font Class
public class Font {
static String name;
int size;
{
System.out.println("Instance Block 1");
}
{
System.out.println("Instance Block 2");
}
static {
System.out.println("Static Block 1");
}
static {
System.out.println("Static Block 2");
}
}
// Main
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Font.name = null;
Font font = new Font();
font = new Font();
}
}
실행 순서
- 클래스 로드
- 해당 클래스의 static 속성이나 메서드를 사용하거나 최초로 객체를 생성한다면, 해당 static 메모리나 객체 크기 만큼 메모리를 할당해줍니다.
- static 속성이나 메서드를 사용 :
스태틱 블록 실행 - 최초 객체 생성 :
스태틱 블록 실행->인스턴스 블록 실행
- static 속성이나 메서드를 사용 :
- 만약 추가적인 객체 생성이 있을 시
인스턴스 블록 실행
실행 결과
예상했던 대로 결과가 잘 나오는 것을 볼 수 있습니다.
Static Block 1
Static Block 2
Instance Block 1
Instance Block 2
Instance Block 1
Instance Block 2
4. Inner Class 소유 시 스태틱 블록과 인스턴스 블록
만약 Font Class가 Inner Class인 Owner Class 가지고 있다면 어떻게 될 지 알아보겠습니다.
코드
public class Font {
static String name;
private int size;
Owner owner;
// Font 생성 시 멤버 변수인 Owner 객체도 같이 생성
public Font() {
size = 12;
owner = new Owner();
}
{
System.out.println("Instance Block 1");
}
{
System.out.println("Instance Block 2");
}
static {
System.out.println("Static Block 1");
}
static {
System.out.println("Static Block 2");
}
// Inner Class
public class Owner {
static String name;
int tel;
{
System.out.println("Inner Class Instance Block 1");
}
static {
System.out.println("Inner Class Static Block 1");
}
}
}
실행 결과
호출 순서를 바꿔보면서 다양한 경우를 테스트 해보겠습니다.
Font Class의 Static 속성을 호출하는 경우
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// Font Class의 Static 속성 name 호출
Font.name = null;
Font font = new Font();
font = new Font();
}
}
Static Block 1
Static Block 2
Instance Block 1
Instance Block 2
Inner Class Static Block 1
Inner Class Instance Block 1
Instance Block 1
Instance Block 2
Inner Class Instance Block 1
코드의 실행 결과는 위와 같은데, 실행 순서를 나열해보자면 아래와 같습니다.
- Font 객체의 name 접근(
최초로 Font Class 접근) -> Font Class의 Static Block 실행 - Font 객체 생성 -> Font Class의 Instance Block 실행
- Font 객체 생성 시 Owner 객체 생성(
최초로 Owner Class 접근) -> Owner Class의 Static Block 실행 후, Instance Block 실행 - Font 객체 한 번 더 생성 -> Font Class의 Instance Block 실행
- Font 객체 생성 시 Owner 객체 생성 -> Owner Class의 Instance Block 실행
Inner Class의 Static 속성을 호출하는 경우
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Font.Owner.name = null;
Font font = new Font();
font = new Font();
}
}
Inner Class Static Block 1
Static Block 1
Static Block 2
Instance Block 1
Instance Block 2
Inner Class Instance Block 1
Instance Block 1
Instance Block 2
Inner Class Instance Block 1
Owner Class(Inner Class)의 Static 속성을 먼저 호출하여도 Owner Class를 가지고 있는 Font Class의 Block은 실행되지 않는 것을 볼 수 있습니다.
5. 마치며
같은 Class로 객체를 생성하더라도 생성자마다, 사용 용도에 따라 다르게 사용하게 되는데, 이 때 Static Block 이나 Instance Block을 적절히 잘 활용하면 좋을 거 같다는 생각이 들었습니다 :)
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