김영한의 실전 자바 - 중급 1편

Java에서 Object의 존재 이유는 무엇인가

모든 객체를 담을 수 있는 존재
- Object는 자바의 모든 객체의 부모이기 때문에, Object는 모든 객체를 담을 수 있음.
- 이는 어떤 객체가 넘겨질지 모르는 상황에서 Object를 사용하면 아무거나 담을 수 있게 됨.
다형성을 제공해줌
- Object는 toString()등 여러 함수를 제공해줌
- OCP 원칙을 지킴
  - println은 출력할 때 실제로 그 객체의 toString()을 호출하게 됨.
  - Open: 새로운 클래스를 추가하고, toString() 을 오버라이딩해서 기능을 확장할 수 있음.
  - Closed: 새로운 클래스를 추가해도 Object 와 toString() 을 사용하는 클라이언트 코드인 println 는 변경하지 않아도 된다.

클래스를 불변으로 설계하는 이유

캐시 안정성: 캐시는 데이터가 업데이트 되거나 하면 메로리를 다녀 와야하는데, 값이 불변이라면 메모리를 다녀올 필요가 없어 캐시의 일관성이 보장되며, 이에 관한 오류가 방지됨
멀티 스레드 안정성: 멀티 스레드는 값이 공유됨에 따라 발생할 수 있는 동기화 작업에서 문제가 발생할 수 있는데, 값이 불변이기 때문에 스레드간 동시성 문제가 발생하지 않음.
엔티티 값 타입: 값이 변하면 안되는 객체에 대해서 불변으로 정의하여 값이 바뀌어서 발생할 수 있는 문제를 줄일 수 있음.
참조 실수 방지: 실수로 다른데서 해당 객체를 잘못 참조해서 값을 바꿀려고 시도할 때 불변으로 선언되어 있어 이러한 실수를 방지할 수 있음.

불변 객체의 값을 변경하고 싶을 경우 어떻게 구현하면 되는가

변경 된 값을 가진 새로운 객체를 생성해서 리턴해 주면 됨.
예를 들어 String 도 불변 객체이며, String에 concat과 같은 함수를 사용하면 새로운 String 객체를 생성해서 반환함.
이런식으로 구현할 경우 불변의 이점은 있지만 객체가 하나 더 생성되게 되므로 메모리 효율이 떨어질 수도 있다는 단점이 존재하긴 함

다음 코드는 결과값은?

String a = "hello";
String b = "hello";
System.out.println(a == b);

정답은 true
자바에서 String 객체는 상수 풀(string pool)이라는 특별한 메커니즘을 사용하여 관리됨.
상수 풀은 프로그램이 실행되는 동안 동일한 문자열 상수를 여러 번 사용하더라도 메모리에서 하나의 객체만 생성되도록 보장하는 방법
즉, 동일한 문자열을 반복해서 사용하더라도 같은 메모리 위치를 참조하게 됩니다.

상수 풀 매커니즘이 존재하는 이유는 무엇이며 자바에서 어떤 객체들이 상수풀 매커니즘을 갖고 있는가?

불변 객체는 값이 변경되지 않기 때문에 같은 값의 객체를 여러 번 생성할 필요가 없어, 상수 풀 매커니즘을 통해 캐싱하여 최적화함.
상수풀 매커니즘을 사용하는 객체
- String
- Integer, Long(-128 ~ 127)
- Character(0~127): NUL(0), 0(48), A(65), a(97) 등이 포함
String a = new String("hello"); 이런식으로 사용하는 경우 새로운 객체를 만들며 상수 풀을 사용하지 않음.

String에 대한 변경점이 많을 경우 무엇을 고려해야 하는지 설명하시오

String은 불변객체라 변경해야할 일이 많을 경우에는 새로운 객체를 계속 생성해줘야 하기 때문에 성능적 관점에서 좋지 않을 수 있음.
따라서, 이 경우 StringBuilder의 사용을 고려할 수 있으며, StringBuilder는 String을 변경 가능한 형태로 다룰 수 있음.
혹은, 멀티스레드 환경에서 사용하고자 할 경우에는 동기화된 클래스인 StringBuffer를 사용하면 좋을 수 있음.
하지만, 대부분의 경우 String을 사용하더라도 자바가 자동으로 StringbBuilder를 사용하여 최적화 하는 기술이 존재

//기본 String 사용시
String result = "Hello" + " " + "World";

//자바가 자동으로 최적화한 코드
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("Hello");
sb.append(" ");
sb.append("World");
String result = sb.toString();

위와 같이 자바는 String 사용에 대해서 자동으로 최적화 해서 성능을 향상시킴
하지만, 이는 Java Compiler가 하는 부분이므로 컴파일 단계에서 할 수 있어야 하는 문제라, 컴파일 단계에서 판단이 되지 않는 경우에는 할 수가 없음.
예를 들어, for문의 경우 몇 번 돌아야 하는지는 동적으로 결정되며 이는 런타임 시 알 수 있으므로 컴파일 시점에는 알 수가 없어 이 때는 자바가 자동으로 최적화 할 수 없음.
따라서, for문 내에서 돌아가는 코드의 경우 직접 StringBuilder를 통해 최적화 해야함.

Wrapper 클래스의 장단점은?

장점
- Primitive 타입에 비해 객체지향의 장점을 살릴 수 있음.
- null인 것을 표현하고 싶을 때 null 값을 사용할 수 있음.
- 불변 객체
- 컬렉션 클래스에서 사용 가능
단점
- 객체이므로 Primitive 타입에 비해 메모리 사용양이 많고 성능이 떨어질 수 있음.
- 불변 객체이므로 값을 변경할 수 없어 값 변경시 새로운 객체를 생성해야 함
- null 값을 가질 수 있기 때문에 NullPointerException이 발생할 수 있음.

Random 함수 사용시 seed를 동일한 값으로 사용하는 케이스는 어떤 케이스일까?

일반적으로 Random 함수는 무작위한 값을 위해 사용하지만, 테스트 케이스에서 동일한 Input에 대해 동일한 Output이 나와야 하는 경우가 있음.
이런 테스트나 디버깅용으로 seed를 같은 값으로 테스트 해 동일한 결과가 나오는지 테스트해 볼 수 있음.

Enum이 String Constants에 비해 무엇이 더 나은가?

//String Constans 예제
String grade = ClassGrade.BASIC; // 올바른 값
// grade = ClassGrade.BAISIC; // 컴파일 오류 발생
grade = "PLATINUM"; // 존재하지 않는 값 사용 가능, 런타임 논리 오류 발생 가능

//ENUM 예제
public enum ClassGrade{
	BASIC, PLATINUM
}

ClassGrade grade = ClassGrade.BASIC; // 올바른 값
// grade = "PLATINUM"; // 컴파일 오류 발생
// grade = ClassGrade.BAISIC; // 컴파일 오류 발생

String Constants는 컴파일시 문제를 찾을 수 있다는 것 까진 해결해줌
하지만 String value에 얘기치 못한 값이 들어가거나, 값으로 설정한 String도 결국 오타가 날 수 있다는 문제가 있음.
반면에 ENUM은 이러한 문제를 해결하면서, 클래스처럼 동작하므로 메소드 추가와 같은 부가 기능도 가능함.
관련된 상수를 그룹화하여 응집도가 높아지고 가독성이 좋아짐

Type Safe Enum Pattern 의 기존 방식과 자바에서 제공하는 enum 타입을 비교하시오

//type safer enum pattern 기존 방식
public class ClassGrade {
    public static final ClassGrade BASIC = new ClassGrade();
    public static final ClassGrade GOLD = new ClassGrade();
    public static final ClassGrade DIAMOND = new ClassGrade();

    // private 생성자 추가
    private ClassGrade() {}
}

//자바 enum type
public enum Grade {
	BASIC(10), GOLD(20), DIAMOND(30);
}

기존 방식은 복잡한 코드를 작성해야 함
기존 방식은 private으로 생성자를 꼭 선언해주어 ClassGrade PLATINUM 이런식으로 자기 맘대로 객체를 생성할 수 없게 막아야함.
아래 자바 enum type은 위와 완전 동일한 코드
enum 타입은 객체 생성도 막혀 있음.
enum은 아래와 같이 부가 기능을 추가해서 사용 가능.

public enum Grade {
    BASIC(10), GOLD(20), DIAMOND(30);

    private final int discountPercent;

    Grade(int discountPercent) {
        this.discountPercent = discountPercent;
    }

    public int getDiscountPercent() {
        return discountPercent;
    }

    // 추가: 할인 계산 메서드
    public int discount(int price) {
        return price * discountPercent / 100;
    }
}

GMT, UTC, DST에 대해 설명하시오

GMT (그리니치 평균시, Greenwich Mean Time)
- 처음 세계 시간을 만들 때 영국 런던에 있는 그리니치 천문대를 기준으로 했다. 태양이 그리니치 천문대를 통과할 때를 정오로 한다.
UTC(협정 세계시, Universal Time Coordinated)
- 역사적으로 GMT가 국제적인 시간 표준으로 사용되었고, UTC가 나중에 이를 대체하기 위해 도입되었다.
- 일반적으로 UTC와 GMT는 차이가 거의 없으나 매우 정밀한 시간 측정과 국제적인 표준에 관해서는 UTC가 선호됨.
DST(일광 절약 시간, Daylight Saving Time)
- 보통 3월에서 10월은 태양이 일찍 뜨고, 나머지는 태양이 상대적으로 늦게 뜬다.
- 시간도 여기에 맞추어 1시간 앞당기거 나 늦추는 제도를 일광 절약 시간제 또는 썸머타임이라 한다.
- 일광 절약 시간은 국가나 지역에 따라 적용 여부와 시작 및 종료 날짜가 다르다.
- 이로 인해 날짜와 시간 계산 시 1시간의 오차가 발생할 수 있으며, 이를 정확히 계산하는 것은 복잡 하다.
- 줄여서 DST는 각 나라마다 다르지만 보통 3월 중순 ~ 11월 초 정도까지 시행된다.
- 참고로 대한민국에서는 1988년 이후로는 시행하지 않는다

Java에서 Object의 존재 이유는 무엇인가

클래스를 불변으로 설계하는 이유

불변 객체의 값을 변경하고 싶을 경우 어떻게 구현하면 되는가

다음 코드는 결과값은?

상수 풀 매커니즘이 존재하는 이유는 무엇이며 자바에서 어떤 객체들이 상수풀 매커니즘을 갖고 있는가?

Wrapper 클래스의 장단점은?

Random 함수 사용시 seed를 동일한 값으로 사용하는 케이스는 어떤 케이스일까?

Enum이 String Constants에 비해 무엇이 더 나은가?

Type Safe Enum Pattern 의 기존 방식과 자바에서 제공하는 enum 타입을 비교하시오

GMT, UTC, DST에 대해 설명하시오

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