[Java] final

Final이란?

Final 키워드는 말 그대로 '마지막의' 또는 '변경될 수 없는' 의미를 가지고 있으며, 이름 그대로 끝이라는 뜻입니다.

거의 모든 대상에 사용될 수 있습니다.

Final이 사용될 수 있는 대상

• Class
  • 변경할 수 없는 클래스, 즉, 확장될 수 없는 클래스를 의미합니다.
  • 즉, 다른 클래스의 조상이 될 수 없습니다.
• Method
  • 변경될 수 없는 메서드를 의미하며, Overriding을 통해 재정의 될 수 없습니다.
• 멤버 변수, 지역 변수
  • 변수 앖에 final이 붙으면, 값을 변경할 수 없는 상수가 됩니다.
  • 재할당을 할 경우, 컴파일 오류가 발생합니다.

Final 사용해보기

지역변수

package final1;

public class FinalLocalMain {
    public static void main(String[] args) {
        // final 지역 변수
        final int data1;
        data1 = 10; // 최초 한번만 할당 가능
//        data1 = 20; // compile 오류

        final int data2 = 10;
//        data2 = 20; // 컴파일 오류
        method(10);
    }
    static void method (final int parameter) {
//        parameter = 20; // 컴파일 오류

    }
}

• final을 지역 변수에 설정할 경우 최초 한번만 할당할 수 있다. 이후에 변수의 값을 변경하려면 컴파일 오류가 발생한다.
• final을 지역 변수 선언시 바로 초기화 한 경우 이미 값이 할당되었기 때문에 값을 할당할 수 없다.
• 매개변수에 final이 붙으면 메서드 내부에서 매개변수의 값을 변경할 수 없다. 따라서 메서드 호출 시점에 사용된 값이 끝까지 사용된다.

필드(멤버 변수)

package final1;

// final 필드 - 생성자 초기화
public class ConstructInit {
    final int value;

    // 생성자를 통해 딱 한번만 값을 받을 수 있다.
    public ConstructInit(int value) {
        this.value = value;
    }
}

• final을 필드에 사용할 경우 해당 필드는 생성자를 통해서 한번만 초기화 될 수 있습니다.

package final1;

public class FieldInit {
    static final int CONST_VALUE = 10;
    final int value = 10;

}

• final 필드를 필드에서 초기화하면 생성자를 통해서도 초기화 할 수 없습니다.
• 코드에서 보는 것 처럼 static 변수에도 final을 선언할 수 있습니다.

package final1;

public class FinalFieldMain {
    public static void main(String[] args) {
        //final 필드 - 생성자 초기화
        System.out.println("생성자 초기화");
        ConstructInit constructInit1 = new ConstructInit(10);
        ConstructInit constructInit2 = new ConstructInit(20);
        System.out.println(constructInit1.value);
        System.out.println(constructInit2.value);
        
		//final 필드 - 필드 초기화
        System.out.println("필드 초기화");
        FieldInit fieldInit1 = new FieldInit();
        FieldInit fieldInit2 = new FieldInit();
        FieldInit fieldInit3 = new FieldInit();
        System.out.println(fieldInit1.value);
        System.out.println(fieldInit2.value);
        System.out.println(fieldInit3.value);
        
		//상수
        System.out.println("상수");
        System.out.println(FieldInit.CONST_VALUE);
    }
}

실행 결과

FieldInit 클래스와 인스턴스 메모리 구조

• FieldInit과 같이 final필드를 필드에서 초기화 하는 경우, 모든 인스턴스가 다음 오른쪽 그림과 같이 같은 값을 가진다.
• 여기서는 FieldInit 인스턴스의 모든 value값은 10이 된다.
• 왜냐하면 생성자 초기화와 다르게 필드 초기화는 필드의 코드에 해당 값이 미리 정해져있기 때문이다.
• 모든 인스턴스가 같은 값은 값을 사용하기 때문에 결과적으로 메모리를 낭비하게 된다.(물론 JVM에 따라서 내부 최적화를 시도할 수 있다) 또 메모리 낭비를 떠나서 같은 값이 계속 생성되는 것은 개발자가 보기에 명확한 중복이다. 이럴 때 사용하면 좋은 것이 바로 static 영역이다.

상수(Constant)

상수란 변하지 않고, 항상 일정한 값을 갖는 수를 의미합니다.

자바에서는 보통 단 하나만 존재하는 변하지 않는 고정값을 상수라 하며, 이런 이유로 상수는 static final 키워드를 사용합니다.

자바 상수 특징

• static final 키워드를 사용합니다.
• 대문자를 사용하고 구분은 _(언더스코어)로 합니다.
• 필드는 직접 접근해서 사용합니다.
  • 상수는 기능이 아니라 고정된 값 자체를 사용하는 것이 목적입니다.
  • 상수는 값을 변경할 수 없기 때문에, 필드에 직접 접근해도 데이터가 변하는 문제가 발생하지 않습니다.
• 상수들은 애플리케이션 전반에서 사용되기 때문에 public를 자주 사용하지만, 특정 위치에서만 사용해야 할 경우 다른 접근 제어자를 사용하면 됩니다.

상수 예시

package final1;

public class Constant {
    //수학 상수
    public static final double PI = 3.14;
    //시간 상수
    public static final int HOURS_IN_DAY = 24;
    public static final int MINUTES_IN_HOUR = 60;
    public static final int SECONDS_IN_MINUTE = 60;
    //애플리케이션 설정 상수
    public static final int MAX_USERS = 1000;
}

final 변수와 참조

참조형 데이터 타입을 가진 변수에 Final을 붙인다면, 그 안에 있는 참조값도 변하지 않을까요??

package final1;

public class Data {
    public int value;
}

package final1;

public class FinalRefMain {
    public static void main(String[] args) {
        final Data data = new Data();
//        data = new Data(); // final 변경 불가 컴파일 오류

        //참조 대상의 값은 변경 가능
        data.value = 10;
        System.out.println(data.value);
        data.value = 20;
        System.out.println(data.value);
    }
}

참조 대상의 객체 값은 변경이 가능하다.

참조형 변수 data에 final이 붙었고, 변수 선언 시점에 참조값을 할당했으므로 더는 참조값이 변경할 수 없습니다.

단, 참조 대상의 객체 값은 변경할 수 있습니다.

• 참조형 변수 data 에 final이 붙었다. 이 경우 참조형 변수에 들어있는 참조값을 다른 값으로 변경하지 못한다. 쉽게 이야기해서 이제 다른 객체를 참조할 수 없다. 그런데 이것의 정확한 뜻을 잘 이해해야 한다. 참조형 변수에 들어있는 참조값만 변경하지 못한다는 뜻이다. 이 변수 이외에 다른 곳에 영향을 주는 것이 아니다.
• Data.value는 final이 아니다. 따라서 값을 변경할 수 있다.

• 즉, 참조형 변수에 final이 붙으면 참조 대상 자체를 다른 대상으로 변경하지 못하는 것이지, 참조하는 대상의 값은 변경할 수 있다.

참조

자바의 정석_기초편

김영한의 실전 자바 - 기본편 강의 - 인프런