배열, 배열 선언문 분석, 배열 선언과 초기화, 가비지

자바 본 강의

배열, 배열 선언문 분석, 배열 선언과 초기화, 가비지

우주코딩 2021. 7. 8. 19:38

*배열
배열을 쓰는 이유는 뭘까?
여러 명의 회원정보를 입력받아서 출력할 경우
같은 종류의 같은 값을 여러번 입력 받아야한다.
ex) 이름, 성적 정보
그럴 때, 배열이 없는 상태에서 처리한다면
5명의 회원 정보를 입력하려면

System.out.println("[회원]");
    int no1, no2, no3, no4, no5;
    String name1, name2, name3, name4, name5;
    String email1, email2, email3, email4, email5;
    String password1, password2, password3, password4, password5;
    String photo1, photo2, photo3, photo4, photo5;
    String tel1, tel2, tel3, tel4, tel5;
    Date registeredDate1,registeredDate2, registeredDate3, registeredDate4, registeredDate5;

ㄴ 이 문자열과 Scanne 을 이용한 입력을 5번씩 전부 수기로 입력해야한다.
숫자가 더 커질 경우 불편하기 때문에 배열을 사용한다.

즉, 배열은 같은 종류의 메모리를 쉽게 만드는 방법이다.

- 문법
메모리종류[] 메모리이름 = new 메모리종류[개수]
데이터타입[] 변수명 = new 데이터타입[개수];
ex) int[] arr = new int[5];

- C언어 스타일
데이터타입 변수명[] = new 데이터타입[개수];
ex) int arr[] = new int[5];

*배열의 개수와 크기

배열의 개수는 int 타입의 최대 값과 같다.
즉 2147483647 개 이다.

하지만,

배열의 크기는 int 타입의 최대 값에서 2를 뺀 값이다.
배열의 최대 크기 = Integer.MAX_VALUE - 2
int[] arr3 = new int[2147483647]; // 실행 오류 => VM의 배열 크기 제한을 초과
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit 에러가 발생한다.

int[] arr3 = new int[2147483645]; // OK!
int[] arr3 = new int[Integer.MAX_VALUE - 2]; // OK!

형식은 잘못되지 않았으나 실행 오류 발생!
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
JVM이 OS로부터 사용 허가를 받은 메모리 크기를 벗어났기 때문에 발생한 것이다.

*배열 선언문 분석
arr1
- 배열 메모리의 주소를 담는 변수이다.
- 이렇게 메모리의 주소를 보관하는 변수를 '레퍼런스'라 부른다.

new int[5]
- new 명령은 사용할 메모리를 확보하는 명령이다.
- 즉 연속된 5 개의 int 타입 메모리를 준비하라는 명령이다.
- 사용할 메모리를 확보한 후 그 메모리의 찾아 갈 수 있도록 시작 주소를 리턴한다.
- 이렇게 값을 저장하기 위해 확보된 메모리를 "인스턴스"라 부른다.

new 명령은 메모리를 확보하는 명령이다.
- 리턴 값은 확보된 메모리의 시작 주소이다.

배열 레퍼런스만 따로 선언할 수 있다.
int[] arr1;

이 때 아직 레퍼런스는 배열의 메모리를 알지 못하기 때문에 사용할 수 없다.
arr1[0] = 100; // 컴파일 오류!

* 배열 초기화
일반 변수와 달리 new 명령으로 확보된 메모리는 종류에 상관없이 기본 값으로 자동 초기화 된다.
따라서 배열 메모리 또한 생성되는 순간 기본 값으로 자동 초기화 된다.
- 정수 배열(byte[], short[], int[], long[]) : 0
- 부동소수점 배열(float[], double[]) : 0.0
- 논리 배열(boolean[]) : false
- 문자 배열(char[]) : '\u0000'
- 주소 변수(Object[]) : null

*배열 선언과 초기화
1) 배열 선언 + 초기화
데이터타입[] 변수명 = new 데이터타입[]{값, 값, 값};
- 배열 메모리를 초기화시킬 때는 배열 개수를 지정해서는 안된다.
- 배열을 초기화시키는 값의 개수 만큼 메모리가 만들어진다.
- 즉 다음은 값 개수만큼 int 메모리가 3개가 생성된다.
ex) int[] arr = new int[]{10, 20, 30};

다음과 같이 new 명령을 생략할 수 있다.
데이터타입[] 변수명 = {값, 값, 값};
ex) int[] arr = {10, 20, 30};

2) 배열 선언 후 따로 배열 초기화 문장 실행
데이터타입[] 변수명;
변수명 = new 데이터타입[]{값, 값, 값};
ex)
int[] arr1;
arr1 = new int[]{10, 20, 30};
-변수를 선언한 후 따로 배열을 초기화시킬 때는 new 명령을 생략할 수 없다.

*자바의 변수 종류
byte b;
short s;
int i;
long l;
-----------정수 값 저장
floar f;
double d;
-------------부동 소수점 값 저장
boolean b;
--------------논리 값 저장
char c;
-------------유니코드 저장
-------------primitive data type 변수

+ 그 외 = 주소 변수 (배열, 레퍼런스 포함)

*인스턴스와 가비지 메모리
한 번 생성한 레퍼런스에 다른 배열의 인스턴스를 넣는 것이 가능하다.
기존에 레퍼런스가 보관하고 있던 주소는 잃어버렸기 때문에 이전 배열 인스턴스는 사용할 수 없다.
이렇게 주소를 잃어버려 사용할 수 없는 인스턴스(메모리)를 '가비지(garbage)'라 부른다.

int[] arr1;
arr1 = new int [5];
arr1[0] =100;

이렇게 한 번 생성한 레퍼런스에

arr1=new int[]{200,200,200}
다른 배열의 인스턴스를 넣으면
앞에서 입력한 arr1[0]=100;의 값은 잃어버리고 그 사용할 수 없는 인스턴스(100) 값은 가비지가 된다.

*가비지(garbage)
주소를 잃어 버려 사용할 수 없는 메모리
특정 조건이 되면 가비지 수집기(garbage collector)에 의해 메모리 해제된다.
메모리 해제? 다른 용도로 사용할 수 있도록 표시한다는 의미다.

가비지 수집 조건 = 가비지 컬렉터가 동작할 때
메모리가 부족할 때
운영체제로부터 메모리를 추가로 받기 전에 먼저 기존에 사용하던 메모리에서 가비지를 제거한다.
CPU가 한가할 때
24시간 365일 내내 실행하는 서버 프로그램인 경우, 실행 중간에 CPU가 한가할 때 가비지를 제거한다.

프로그램(JVM)을 종료하면 JVM 사용한 메모리를 운영체제가 모두 회수한다.

*가비지를 강제로 지우도록 명령하는 방법
자바는 없다.

C언어 => free(메모리주소);

C++ 언어 => delete 객체주소;
요즘 언어의 트랜드는 사용하지 않는 메모리를 개발자가 직접 해제하는 것이 아니라 VM이 해제하는 것이다.
예) JavaScript, C#, Python, PHP, Go, Java 등 요즘 언어의 트랜드는 VM으로 실행하는 것이다.
왜? 직접 기계어로 전환되면 메모리를 관리를 자동으로 수행할 수 없다.

*가비지 컬렉터를 강제로 실행하는 방법
없다
단 원래 계획보다 가능한 빨리 실행하라고 독촉하는 방법은 있다.

System.gc() 메서드 호출

그런데 바로 실행할 지 나중에 실행할 지 그 시점을 보장하지는 않는다.