수학과의 개발자 도전기

자바로 계속 개발을 해왔기에 자바를 어느정도 잘 안다고 생각했는데, 막상 강의를 들어보니 기본기가 안 잡힌 부분이 꽤 많아서 강의를 기반으로 기억해두면 좋을 내용 위주로 정리했다. 

1. 자바란?

프로그래밍 언어 중 하나로, 표준 스펙과 이를 구현한 구현체가 있다. 인텔리제이에서 자바 버전을 선택할 때 Oracle, Amazon Corretto 와 같이 종류가 여러개라서 무엇인지 파악을 못했는데 알고보니 자바는 표준 스펙이 있고, 그를 기반해서 각 회사가 본인 스타일로 구현체를 만들어서 다양한 버전이 있는 것이었다.

• 자바 표준 스펙
  • 자바 설계에 대한 설계도이고, 문서
  • 이를 기반으로 회사에서 실제 작동하는 자바를 만듦
  • 자바 커뮤니티 프로세스(JCP)를 통해 관리됨
• 다양한 자바 구현
  • 자바 표준 스펙에 맞추어 실제 작동하는 자바 프로그램을 개발한다
  • 예시로, Amazon Corretto는 AWS에 최적화 되어 있다

2. 표준 스펙과 구현의 이점 - 변경의 용이

자바 구현들이 모두 표준 스펙에 맞춰 개발이 되었기 때문에 다른 자바로 변경을 문제 없이 할 수 있다.

3. 컴파일과 실행

코드를 실행하기 위해서는 컴파일이라는 단계가 선행되어야 한다.

• 컴파일
  • 자바 소스코드 → 바이트 코드로 변환
  • .java → .class 로 파일 확장자 변경
  • 바이트 코드로 변환된 파일이 JVM에서 실행됨

4. IDE와 자바

인텔리제이에서는 내부에 자바를 편리하게 설치하고 관리할 수 있는 기능을 제공한다. IDE를 사용해 쉽게 자바를 실행만 해봤지 IDE가 어떤 과정을 통해 파일을 컴파일하고 실행하는지 잘 몰랐다;; 

인텔리제이를 통한 자바 컴파일/실행 과정

• 인텔리제이에서는 컴파일과 실행 모두를 한번에 처리한다
• 컴파일
  • 인텔리제이 out 폴더에 가면 컴파일된 .class 파일을 확인할 수 있고, 이게 JVM에서 실행 된다

5. 자바의 JVM과 OS 독립성

os별로 명령어가 다르기 때문에 특정 os의 파일은 다른 os에서 실행할 수 없다. 하지만 자바의 경우, 자바가 설치된 os라면 종류에 상관없이 자바 프로그램을 실행 할 수 있다.

Reference

인프런 '김영한의 실전 자바 - 기본편'

정적 팩터리 메서드란?

public 생성자 외에 인스턴스를 반환하는 방법 중 하나로, 해당 클래스의 인스턴스를 반환하는 단순한 정적 메서드. 디자인 패턴의 팩터리 메서드(Factory Method)와는 다른 개념

• 예시 
• public static Boolean valueOf(boolean b) { return b ? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE; }
• boolean 값을 받아 Boolean 객체 참조로 변환하는 함수

장점

1. 이름을 가질 수 있다.
   1. public 생성자
      1. 생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못함
      2. 하나의 시그니처에 하나의 생성자만 만들 수 있음
   2. 정적 팩터리 메서드
      1. 이름만 잘 지으면 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사 가능
      2. BigInteger(int, int, Random) BigInteger.probablePrime -> 소수인 BigInteger 반환을 더 잘 설명함
      3. 동일한 시그니처의 생성자가 여러 개 필요한 경우
      4. 각각의 특성을 잘 나타내는 네이밍으로 함수를 만든다면 동일한 시그니처의 생성자를 만들 때 발생하는 문제 해결 가능
2. 호출 될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.
   1. 불변 클래스는 재사용하면 되므로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있음
      1. 생성 비용이 큰 동일한 객체가 자주 요청되는 상황에서 용이함 → 성능 향상
   2. 인스턴스 통제(instance-controlled)
      1. 반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 방식으로 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지 통제 가능
      2. 인스턴스를 통제하는 이유?
         1. 클래스를 싱글턴 클래스, 인스턴스화 불가로 만들 수 있음
         2. 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장 가능
3. Boolean.valueOf(boolean) -> 객체를 아예 생성하지 않음
4. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.
   1. 구현 클래스를 공개하지 않고도 객체를 반환하기에 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택 가능
   2. API를 작게 유지 가능
   3. 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술
5. 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.
   1. 반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관 없음
   • 예시 - EnumSet
     1. 생성자 없이 정적 팩터리로만 제공
     2. OpenJDK에서는 원소의 수에 따라 두 가지 하위 클래스 중 하나의 인스턴스 반환
        1. 원소 개수 < 65 : RegularEnumSet 반환
        2. 원소 개수 ≥ 65 : JumboEnumSet 반환
     3. 클라이언트는 두 클래스의 존재를 모르기에 클래스의 제거 및 추가가 용이함
   • EnumSet
6. 정적 팩터리 메서드를 작성하는 시점엔 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다.
   1. 서비스 제공자 프레임워크의 근간
   2. 방법1) 리플렉션에 동적 클래스 로딩을 적용해서 반환 타입 가져옴
   3. 방법2) 인터페이스만 만들어 놓고 그거를 반환하게 함
   • 서비스 제공자 프레임 워크
     • 서비스 인터페이스
       • 구현체의 동작을 정의
     • 제공자 등록 API
       • 제공자가 구현체를 등록할 때 사용
     • 서비스 접근 API
       • 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용
   • 3개의 핵심 컴포넌트로 이루어져 있고, 예시로는 JDBC(Java Database Connectivity)가 있음

단점

1. 상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.
   1. 정적 팩터리 메서드만 사용한 경우, 생성자가 없기 때문에 해당 메서드는 상속할 수 없음
   2. private 접근 제어자는 불가능
   3. 컴포지션 + 불변 타입으로 만들 시 이 특징은 오히려 장점이 될 수 있음
2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.
   1. 정적 팩터리 메서드는 생성자처럼 API 설명에 나와있지 않으므로 사용자는 정적 팩터리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 함
      1. 현재로서는 이 문제는 다음 방식으로 해결할 수 있음
         1. API 문서를 잘 쓰기
         2. 메서드 이름도 널리 알려진 규약을 따라 짓기
         • 예시
           • from
             • 입력 매개변수 : 1개
             • 해당 타입의 인스턴스 반환하는 형변환 메서드

             Date d = Date.from(instant);
             

           • of
             • 입력 매개변수 : 여러 개
             • 적합한 타입의 인스턴스를 반환하는 집계 메서드
             • Set<Rank> faceCards = EnumSet.of(JACK, QUEEN, KING)0;
           • valueOf
             • from과 of의 더 자세한 버전
             • BigInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE);
           • instance/getInstance
             • 인스턴스 반환
             • 매개변수를 받는 경우 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스 보장하지 않음
             • StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options);
           • create/newInstance
             • instance/getInstance와 같음
             • 매번 새로운 인스턴스를 생성 후 반환을 보장
             • Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen);
           • get{Type} → getType
             • getInstance와 동일
             • 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 사용
             • {Type} : 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입

             FileStore fs = Files.get{FileStore}(path)
             -> Files에 FileStore를 반환하는 팩터리 메서드 정의
             

           • new{Type} → newType
             • newInstance와 동일
             • 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 사용
             • {Type} : 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입

             BufferedReader br = Files.new{BufferedReader}(path);
             

           • type
             • getType과 newType의 간결한 버전

             List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);
             

정리

정적 팩터리 메서드와 public 생성자는 각각 장단점이 있으므로 상황에 맞게 적절하게 사용.

그래도 정적 팩터리를 사용하는 게 유리한 경우가 더 많으므로, 무작정 public 생성자를 제공하던 습관이 있다면 고치자.

추천 함수

• Integer.valueOf() → -126 ~ 126 숫자 생성 → 성능 향상

toString() 매서드는 객체가 가지고 있는 정보나 값들을 문자열로 만들어 리턴하는 메서드이다. 

-toString()을 재정의 하지 않아도 되는 경우

정적 유틸리티 클래스

enum 타입도 자바가 이미 toString을 제공한다

Lombok이 @toString을 사용하는 경우

-toString()을 재정의 하면 디버깅, 로깅이 편해지고, 직접 호출하지 않아도 다른 어딘가에서 사용될 수 있다

-간결하면서도 사람이 읽기 쉬운 형태여야 한다 

-객체가 가진 모든 정보를 반환하는 게 좋다

-포맷을 할지 고민해본다(포맷을 정의하면 유지보수가 어려울 수 있다) 

출처1, 출처2 

@ToString을 사용할 때 연관관계 필드는 넣지 않는다. 

이유는 연관관계 필드를 넣으면 서로가 참조해 무한루프가 돌 수 있기 때문이다

• 공부한 날짜 : 2021.12.05

• 연산 함수 구현 

• main 함수 구현 

• Manager(): 프로세스에서 변수를 공유해주는 함수. 해당 함수를 이용해서 list 또는 dict 변수를 공유할 수 있음 

• 프로세스 생성t=Process(~,~,~) 및 실행(t.start())

• process.join(): 모든 프로세스 작업 완료시까지 대기

• 리스트, 리스트 합 출력 

• 수행시간 계산 및 출력 

• Main 함수 실행 

6주간(10.25-12.05) 진행된 파이썬 공부 끝!!(level 1부터 4까지)

아직 복습하고, 익혀야할 부분이 많지만 천천히 배워나가면 나중에 나의 파이썬 실력이 많이 올라갈 거라고 생각한다.

그동안 고생했다!!