[Java] 자바 제어자 - default, public, private, protected, final, static, abstract

패키지(package)

• 자바에서 패키지(package)란 클래스와 인터페이스의 집합을 의미한다.
• 서로 관련이 있는 클래스나 인터페이스를 함께 묶음으로써 파일을 효율적으로 관리할 수 있으며, 협업 시 서로 작업한 클래스 사이에서 발생할 수 있는 이름 충돌 문제까지도 패키지를 이용하면 피할 수 있다.
• 자바에서 패키지는 물리적으로 하나의 디렉터리를 의미한다. 따라서 하나의 패키지에 속한 클래스나 인터페이스 파일은 모두 해당 패키지 이름의 디렉터리에 포함되어 있다. 이러한 패키지는 다른 패키지를 포함할 수 있으며, 이때 디렉터리의 계층 구조는 점(.)으로 구분된다.

패키지의 선언

• 아래와 같은 명령문을 클래스나 인터페이스의 소스 파일에 추가하기만 하면 된다. 이때 패키지 이름에는 패키지의 경로까지 포함한 풀 네임을 명시해야 한다.

package 패키지이름;

이름 없는 패키지(unnamed package)

• 자바의 모든 클래스는 반드시 하나 이상의 패키지에 포함되어야 한다. 하지만 자바 컴파일러는 소스 파일에 어떠한 패키지의 선언도 포함되지 않으면, 기본적으로 이름 없는 패키지(unnamed package)에 포함해 컴파일한다. 따라서 패키지를 명시하지 않은 모든 클래스와 인터페이스는 모두 같은 패키지에 포함되게 된다.

import 문

• 선언한 패키지에 속한 클래스를 다른 파일에서 사용하기 위해서는 클래스 이름 앞에 패키지의 경로까지 포함한 풀 네임을 명시해 사용해야 한다. 하지만 클래스를 사용할 때마다 매번 이렇게 긴 이름을 사용하는 것은 비효율적이므로, 자바에서는 import 키워드를 별도로 제공한다.
• import 문은 자바 컴파일러에 코드에서 사용할 클래스의 패키지에 대한 정보를 미리 제공하는 역할을 한다. 따라서 import 문을 사용하면 다른 패키지에 속한 클래스를 패키지 이름을 제외한 클래스 이름만으로 사용할 수 있게 된다.
• 패키지 이름에는 패키지의 경로까지 포함한 풀 네임을 명시해야 한다.
• import 문을 선언할 때 별표(*)를 사용하는 것이 해당 패키지에 포함된 다른 모든 하위 패키지의 클래스까지 포함해 주는 것은 아니다. 
• 자바에서는 가장 많이 사용하는 java.lang 패키지에 대해서는 import 문을 사용하지 않아도 클래스 이름만으로 사용할 수 있도록 해준다.

import 패키지이름.클래스이름;         // 해당 패키지의 특정 클래스만을 사용
import 패키지이름.*;               // 해당 패키지의 모든 클래스를 클래스 이름만으로 사용하고 싶을 때

 

제어자(modifier)

• 제어자(modifier)란 클래스와 클래스 멤버의 선언 시 사용하여 부가적인 의미를 부여하는 키워드를 의미한다.
• 자바에서 제어자는 접근 제어자(access modifier)와 기타 제어자로 구분할 수 있으며, 접근 제어자와 기타 제어자는 조합에 따라 함께 사용할 수 있다. 참고로 기타 제어자는 경우에 따라 여러 개를 함께 사용할 수도 있지만, 접근 제어자를 두 개 이상 같이 사용할 수는 없다.

접근 제어자(access modifier)

• 객체 지향에서 정보 은닉(data hiding)이란 사용자가 굳이 알 필요가 없는 정보는 사용자로부터 숨겨야 한다는 개념이다. 그렇게 함으로써 사용자는 언제나 최소한의 정보만으로 프로그램을 손쉽게 사용할 수 있게 된다. 자바에서는 이러한 정보 은닉을 위해 접근 제어자(access modifier)라는 기능을 제공한다.
• 접근 제어자를 사용하면 클래스 외부에서의 직접적인 접근을 허용하지 않는 멤버를 설정하여 정보 은닉을 구체화할 수 있습니다.

default 접근 제어

• 자바에서는 클래스 및 클래스 멤버의 접근 제어의 기본값으로 default 접근 제어를 별도로 명시하고 있다. 이러한 default를 위한 접근 제어자는 따로 존재하지 않으며, 접근 제어자가 지정되지 않으면 자동적으로 default 접근 제어를 가지게 된다.
• default 접근 제어를 가지는 멤버는 같은 클래스의 멤버와 같은 패키지에 속하는 멤버에서만 접근할 수 있습니다.

// 같은 패키지만 접근 허용
package test;

public class SamePackage {
    String sameVar = "같은 패키지는 허용"; // default 필드
}

// 같은 클래스도 접근 허용
package test;

public class SameClass {
    String var = "다른 패키지는 접근 불가"; // default 필드
    public static void main(String[] args) {
        SamePackage sp = new SamePackage();
        System.out.println(sp.sameVar);     // 같은 패키지는 허용
    }
}

public 접근 제어자

• public 접근 제어자를 사용하여 선언된 클래스 멤버는 외부로 공개되며, 해당 객체를 사용하는 프로그램 어디에서나 직접 접근할 수 있다. 자바 프로그램은 public 메소드를 통해서만 해당 객체의 private 멤버에 접근할 수 있습니다. 따라서 public 메소드는 private 멤버와 프로그램 사이의 인터페이스(interface) 역할을 수행한다고 할 수 있다.
• 자바에서 public 멤버는 프로그램 어디에서 누구나 접근할 수 있다.

// 누구나 접근 허용
public class Everywhere {
    public String var = "누구든지 허용";    // public 필드
    public String getVar() {             // public 메소드
        return this.var;
    }
}

private 접근 제어자

• private 접근 제어자를 사용하여 선언된 클래스 멤버는 외부에 공개되지 않으며, 외부에서는 직접 접근할 수 없다. 즉, 자바 프로그램은 private 멤버에 직접 접근할 수 없으며, 해당 객체의 public 메소드를 통해서만 접근할 수 있다. 따라서 private 멤버는 public 인터페이스를 직접 구성하지 않고, 클래스 내부의 세부적인 동작을 구현하는 데 사용된다.
• private 멤버는 해당 멤버를 선언한 클래스에서만 접근할 수 있다.

// 같은 클래스만 접근 허용
public class SameClass {
    private String var = "같은 클래스만 허용";      // private 필드
    private String getVar() {                  // private 메소드
        return this.var;
    }
}

protected 접근 제어자

• protected 멤버는 부모 클래스에 대해서는 public 멤버처럼 취급되며, 외부에서는 private 멤버처럼 취급된다.
• 클래스의 protected 멤버에 접근할 수 있는 영역은 1. 이 멤버를 선언한 클래스의 멤버, 2. 이 멤버를 선언한 클래스가 속한 패키지의 멤버, 3. 이 멤버를 선언한 클래스를 상속받은 자식 클래스(child class)의 멤버이다.
• protected 멤버는 같은 패키지에 속하는 클래스와 다른 패키지에 속하는 자식 클래스에서만 접근할 수 있다.

// 같은 패키지는 접근 허용
package test;

public class SameClass {
    protected String sameVar = "다른 패키지에 속하는 자식 클래스까지 허용"; // protected 필드
}

// 다른 패키지에 속하는 자식 클래스도 접근 허용
package test.other;
import test.SameClass;                  // test 패키지의 SameClass 클래스를 불러들여 포함

public class ChildClass extends SameClass {
    public static void main(String[] args) {
        SameClass = new SameClass();
        System.out.println(sp.sameVar); // 다른 패키지에 속하는 자식 클래스까지 허용
    }
}

접근 제어자의 접근 범위

기타 제어자

final 제어자

• 자바에서 final 제어자는 '변경할 수 없다'는 의미로 사용된다. 즉, 필드나 지역 변수에 사용하면 값을 변경할 수 없는 상수(constant)가 된다. 또한, 클래스에 사용하면 해당 클래스는 다른 클래스가 상속받을 수 없게 되며, 메소드에 사용하면 해당 메소드는 오버라이딩(overriding)을 통한 재정의를 할 수 없게 된다.
• 자바에서는 상속이라는 것을 통해 다른 클래스의 private 멤버를 제외한 모든 메소드를 상속받을 수 있다. 이렇게 상속받은 메소드는 그대로 사용해도 되고, 필요한 동작을 위해 재정의하여 사용할 수도 있다.
• 자바에서 final 제어자를 사용할 수 있는 대상은 클래스, 메소드, 필드, 지역 변수이 있다.

final class Car {                    // 이 클래스는 상속을 통해 서브 클래스를 생성할 수 없음
    final int VAR;                   // 이 필드는 상수화되어 값을 변경할 수 없음
    final void brake() {             // 이 메소드는 오버라이딩을 통해 재정의할 수 없음
        final double MAX_NUM = 10.2; // 이 지역 변수는 상수화되어 값을 변경할 수 없음
    }
}

static 제어자

• 자바에서 static 제어자는 '공통적인'이라는 의미로 사용된다. 즉, static 제어자를 변수에 사용하면 해당 변수를 클래스 변수로 만들고, 메소드에 사용하면 해당 메소드를 클래스 메소드로 만들어 준다. 이러한 static 제어자는 초기화 블록에도 사용할 수 있다.
• static 제어자를 가지는 멤버는 다음과 같은 특징을 가지게 된다.
  1. 프로그램 시작시 최초에 단 한 번만 생성되고 초기화된다.
  2. 인스턴스를 생성하지 않고도 바로 사용할 수 있게 된다.
  3. 해당 클래스의 모든 인스턴스가 공유한다.
• 자바에서 static 제어자를 사용할 수 있는 대상은 메소드, 필드, 초기화 블록과 같다.

class Car {
    static int var;       // 클래스 필드(static 변수)
    static {              // static 초기화 블록
    
    // 보통 클래스 필드의 초기화를 진행
    {
    static void brake() { // 클래스 메소드(static 메소드)
         ...
    }
}

abstract 제어자

• 자바에서 abstract 제어자는 '추상적인'이라는 의미로 사용된다. 선언부만 있고 구현부가 없는 메소드를 추상 메소드라 하며, 반드시 abstract 제어자를 붙여야 한다. 또한, 하나 이상의 추상 메소드가 포함하고 있는 추상 클래스도 반드시 abstract 제어자를 붙여야 한다.
• 자바에서 abstract 제어자를 사용할 수 있는 대상은 클래스, 메소드과 같다.

abstract class Car {       // 추상 클래스
    abstract void brake(); // 추상 메소드
}

제어자의 조합

• 클래스에 final과 abstract는 함께 사용할 수 없다: final 제어자를 가지는 클래스는 다른 클래스가 상속받을 수 없는 반면에, abstract 제어자를 가지는 클래스는 다른 클래스가 상속해서 오버라이딩해야만 사용할 수 있으므로, 이 두 제어자는 클래스에 함께 사용할 수 없다.
• 메소드에 static과 abstract는 함께 사용할 수 없다: abstract 제어자를 가지는 메소드는 선언부만 있고 구현부가 없는 메소드인데, static 제어자를 가지는 메소드는 인스턴스를 생성하지 않고도 바로 사용할 수 있어야 하므로, 이 두 제어자는 메소드에 함께 사용할 수 없다.
• 메소드에 private과 abstract는 함께 사용할 수 없다: abstract 제어자를 가지는 메소드는 다른 클래스가 상속하여 오버라이딩해야만 사용할 수 있는데, private 제어자를 가지는 메소드는 자식 클래스에서 접근할 수 없게 되므로, 이 두 제어자는 메소드에 함께 사용할 수 없다.
• 메소드에 private과 final은 함께 사용할 필요가 없다: 메소드에 사용된 final 제어자와 private 제어자는 모두 해당 메소드가 오버라이딩을 통한 재정의를 할 수 없다는 의미를 가지므로, 둘 중에 하나만 사용해도 의미가 충분히 전달될 수 있다.

 

Reference

• http://www.tcpschool.com/