[Java] Java의 기본 개념

1. 자바(Java) 란?

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- JAVA는 네트워크상에서 쓸 수 있도록 미국의 선 마이크로 시스템즈가 개발한 객체지향프로그래밍언어

 

 

1-1. 자바(Java)의 특징

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• 객체지향 프로그래밍은 코드의 재사용이 높다
• 코드의 변경이 용이
• 직관적인 코드 분석
• 개발속도 향상
• 상속을 통한 장점 극대화

 

2.  Object

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- Object(객체)는 OOP에서 속성(변수)와 그 데이터에 관련되는 동작(함수).

- 자바에서는 이러한 객체의 속성을 필드(field), 동작을 메서드(method)라고 한다.

 

3.  Overloading vs Overriding

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• Overloading (오버로딩)
  • 같은 이름의 메소드를 여러개 정의
  • 매개변수의 타입이 다르거나 개수가 달라야 한다.
  • 생성자 오버로딩
    • 생성자인데 매개변수의 타입, 개수, 순서를 다르게 여러 개 선언 > 매개값으로 객체의 필드를 다양하게 초기화하기 위해

public class MyClass {
    private int value1;
    private String value2;

    // 기본 생성자
    public MyClass() {
        this.value1 = 0;
        this.value2 = "Default";
    }

    // 매개변수가 있는 생성자
    public MyClass(int value1, String value2) {
        this.value1 = value1;
        this.value2 = value2;
    }

    // 다른 타입의 매개변수를 받는 생성자
    public MyClass(String value2) {
        this.value1 = 0;
        this.value2 = value2;
    }

    // 다른 타입의 매개변수를 받는 생성자
    public MyClass(int value1) {
        this.value1 = value1;
        this.value2 = "Default";
    }

    // 객체의 상태를 출력하는 메서드
    public void displayValues() {
        System.out.println("Value1: " + value1);
        System.out.println("Value2: " + value2);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 다양한 생성자를 사용하여 객체 생성
        MyClass obj1 = new MyClass();
        MyClass obj2 = new MyClass(42, "Hello");
        MyClass obj3 = new MyClass("Custom");
        MyClass obj4 = new MyClass(24);

        // 객체의 상태 출력
        obj1.displayValues();
        obj2.displayValues();
        obj3.displayValues();
        obj4.displayValues();
    }
}

• 메소드 오버로딩
  • 메소드의 이름은 같되 매개변수의 타입 갯수 순서를 다르게 선언 > 다양한 매개값을 처리하기 위해

public class Calculator {
    // 두 정수를 더하는 메소드
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    // 세 정수를 더하는 메소드
    public int add(int a, int b, int c) {
        return a + b + c;
    }

    // 두 실수를 더하는 메소드
    public double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }

    // 문자열을 이어붙이는 메소드
    public String add(String str1, String str2) {
        return str1 + str2;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Calculator calculator = new Calculator();

        // 다양한 매개변수를 가지는 메소드 호출
        int result1 = calculator.add(2, 3);
        int result2 = calculator.add(1, 4, 7);
        double result3 = calculator.add(3.5, 2.7);
        String result4 = calculator.add("Hello", "World");

        // 결과 출력
        System.out.println("Result 1: " + result1);
        System.out.println("Result 2: " + result2);
        System.out.println("Result 3: " + result3);
        System.out.println("Result 4: " + result4);
    }
}

• Overriding (오버라이딩)
  • 상속에서 나온 개념
  • 상위 클래스(부모 클래스)의 메소드를 하위 클래스(자식 클래스)에서 정의

 

4.  Servlet & Jsp

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• Servlet
  • 자바를 기반으로 하는 웹 개발 표준 언어 
  • Container가 이해할 수 있게 구성된 순수 자바 코드로만 이루어진 것 (Html in JAVA)

 

1. 클라이언트로부터 요청이 들어오면 HTTP 프로토콜을 사용하게 되므로 Request, Response 객체를 생성
2. 요청된 URL에 매핑된 서블릿의 생성자를 호출
3. 생성자는 init() 메서드를 실행
4. init() 메서드는 service() 메서드를 호출하고 service() 메서드는 스레드에 담겨진다.
5. 요청한 방식 (get. post)에 따라서 해당 메서드로 이동
6. 응답하고 연결을 끊는다.

• JSP(Java Server Page)
  • 자바 기반 스크립트 언어 
  • Html 기반에 JAVA 코드를 블록화하여 삽입 (JAVA in Html)

1. 클라이언트(웹 브라우저)가 JSP 페이지를 요청
2. 서버는 JSP 페이지를 찾아 해당 페이지를 서블릿으로 변환
3. 변환된 서블릿 코드가 컴파일되어 실행 가능한 Java 클래스 파일로 생성
4. 서버는 생성된 서블릿을 실행하고 그 결과를 다시 클라이언트에게 전송
5. 클라이언트는 받은 결과를 화면에 표시

5.  JDBC

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- Java Data Base Connection의 약자

- JAVA 언어를 통해 데이터 베이스에 접근 할수 있는 프로그래밍을 의미

 

 

6. Session과 Cookie

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6-1 . Session과 Cookie 사용 이유

 

- 새로운 페이지를 요청 할 때마다 새로운 접속이 이루어지며 이전 페이지와 현재 페이지 간의 관계가 지속되지 않는다. 이에 따라 HTTP 프로토콜을 이용하게 되는 웹사이트에는 웹 페이지에 특정 방문자가 머무르고 있는 동안에 그 방문자의 상태를 지속시키기 위해 쿠키와 세션을 사용

6-2 .  세션 (Session)

• 특정 웹사이트에서 사용자가 머무르는 기간 혹은 한 명의 사용자 방문을 의미
• Session에 관련된 데이터는 Server에 저장
• 웹 브라우저의 캐시에 저장되어 브라우저가 닫히거나 서버에서 삭제시 소멸
• 쿠키(Cookie)에 비하여 보안성이 좋다

6-3 .  쿠키 (Cookie)

• 사용자 정보를 유지할 수 없다는 HTTP의 한계를 극복할 수 있는 방법
• 인터넷 웹 사이트의 방문 기록을 남겨 사용자와 웹사이트 사이를 매개해 주는 정보
• 쿠키(Cookie)는 인터넷 사용자가 특정 웹서버에 접속할 때, 생성되는 개인 아이디와 비밀번호, 방문한 사이트의 정보를 담은 임시 파일로서, Server가 아닌 Client에 텍스트 파일로 저장되어 다음에 해당 웹서버를 찾을 경우 웹서버에서는 그가 누구인지 어떤 정보를 주로 찾았는지 등을 파악할 때 사용
• 쿠키(Cookie)는 Client PC에 저장 되는 정보, 다른 사용자에 의해서 임의로 변경이 가능
  • 정보 유출 가능, Session보다 보안성이 낮은 이유

Question ) 보안성이 낮은 Cookie 대신 Session을 사용하면 되는데 안하는 이유?
- 모든 정보를 Session에 저장하면 Server의 메모리를 과도하게 사용하게 되어 Server에 무리가 간다.

 

7. final 필드와 상수

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• final은 Java에서 변수, 메서드, 클래스에 적용되는 키워드로, 사용되는 곳에 따라 의미가 조금씩 다르다.

7-1.  final 변수 (상수)

• final 키워드를 사용하여 선언된 변수는 한 번 할당되면 값을 변경할 수 없는 상수가 됩니다. 상수는 대문자로 작성하며, 단어 사이를 언더스코어(_)로 구분하는 것이 관례입니다.

public class Example {
    // final 변수 (상수)
    final int MAX_VALUE = 100;
    
    public void printMaxValue() {
        System.out.println("Max value: " + MAX_VALUE);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Example example = new Example();
        example.printMaxValue();
    }
}

 

7-2.  final 필드

• 클래스의 멤버 변수 중 final 키워드를 사용하여 선언된 필드는 초기화 이후에 값을 변경할 수 없습니다. final 필드는 주로 한 번 설정되면 변경되지 않아야 하는 경우에 사용됩니다.

public class Example {
    // final 필드
    final int fixedValue;
    
    // 생성자에서 final 필드 초기화
    public Example(int value) {
        this.fixedValue = value;
    }
    
    public void printFixedValue() {
        System.out.println("Fixed value: " + fixedValue);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Example example = new Example(42);
        example.printFixedValue();
    }
}

 

8. 접근제한자

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• 자바에서 접근제한자는 public, private, protected 3가지 존재

접근 제한자	제한 대상	제한 범위	우선 순위
private	클래스, 생성자, 메소드	같은 클래스 내부	1
default (package-private)	클래스, 필드, 생성자, 메소드	같은 패키지	2
protected	필드, 생성자, 메소드	같은 패키지 / 자식 객체	3
public	클래스, 필스, 생성자, 메소드	없음	4

1. private:
   • private 접근 제어자는 가장 높은 우선 순위를 가집니다.
   • 해당 멤버는 동일한 클래스 내에서만 접근이 가능하며, 외부 클래스나 하위 클래스에서는 직접 접근할 수 없습니다.
2. default (package-private):
   • default는 별도의 접근 제어자를 명시하지 않은 경우의 기본 값입니다.
   • 해당 멤버는 동일한 패키지 내에서는 접근이 가능하지만, 외부 패키지에서는 직접 접근할 수 없습니다.
3. protected:
   • protected 접근 제어자는 default보다 우선 순위가 높습니다.
   • 해당 멤버는 동일한 패키지 내에서도 접근이 가능하며, 하위 클래스에서도 접근이 가능합니다. 하지만 외부 패키지에서는 직접 접근할 수 없습니다.
4. public:
   • public 접근 제어자는 가장 낮은 우선 순위를 가집니다.
   • 해당 멤버는 어디서든지 접근이 가능합니다.

 

9. 객체지향 프로그래밍의 4가지 특성

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1. 캡슐화 (Encapsulation):
   • 캡슐화는 객체의 상태(데이터)와 행위(메서드)를 하나로 묶고, 외부에서 직접 접근하지 못하도록 정보를 은닉하는 것을 말한다.
   • 객체 내부의 상태를 보호하고 외부에서는 객체의 특정 메서드를 통해서만 상호작용할 수 있도록 하는데 중점
   • 정보 은닉을 통해 객체의 내부 구현을 변경하더라도 외부에서는 영향을 받지 않도록 한다.
2. 상속 (Inheritance):
   • 상속은 부모 클래스(슈퍼 클래스)의 특징과 기능을 자식 클래스(서브 클래스)가 물려받는 것을 말한다
   • 코드의 재사용성을 높여주고, 계층 구조를 통해 소프트웨어의 구조를 이해하기 쉽게 만든다.
   • 서브 클래스는 슈퍼 클래스의 메서드를 재정의(오버라이딩)하거나 새로운 메서드를 추가할 수 있다.
3. 다형성 (Polymorphism):
   • 다형성은 동일한 이름의 메서드나 연산자가 다양한 상황에서 다르게 동작할 수 있는 능력을 말한다.
   • 메서드 오버로딩과 메서드 오버라이딩을 통해 다형성을 구현
   • 다형성은 코드의 가독성을 높이고 유지보수를 용이하게 만들어준다.
4. 추상화 (Abstraction):
   • 추상화는 객체가 갖는 공통적인 특성을 추출하여 모델링하는 과정이며, 실제 세계의 복잡한 시스템을 단순화하는 개념
   • 클래스와 인터페이스를 사용하여 추상화를 구현하며, 필요한 부분만을 표현하고 나머지는 감춘다.
   • 추상화를 통해 개발자는 핵심 기능에 집중할 수 있고, 사용자는 간단한 인터페이스를 통해 시스템을 사용할 수 있다.

10. 객체지향 프로그래밍의 5가지 원칙

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• 소프트웨어 디자인의 핵심, 이를 'SOLID'이라고 부른다.

1. 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle, SRP):
   • 한 클래스는 단 하나의 책임만 가져야 한다.
   • 클래스가 여러 책임을 가지게 되면 코드의 의도를 파악하기 어려워지고, 유지보수가 어렵다.
2. 개방-폐쇄 원칙 (Open-Closed Principle, OCP):
   • 소프트웨어의 구성 요소(클래스, 모듈, 함수 등)는 확장에는 열려 있어야 하지만, 변경에는 닫혀 있어야 한다.
   • 기존의 코드를 수정하지 않고도 새로운 기능을 추가할 수 있어야 한다.
3. 리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Principle, LSP):
   • 하위 타입(서브 클래스)은 상위 타입(슈퍼 클래스)을 대체할 수 있어야 한다.
   • 즉, 상속 관계에서는 하위 클래스는 상위 클래스와 호환성이 있어야 하며, 상위 클래스의 기능을 포함해야 한다.
4. 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle, ISP):
   • 클라이언트는 자신이 사용하지 않는 메서드에 의존 관계를 맺으면 안 된다.
   • 즉, 클라이언트는 자신이 필요로 하는 메서드만을 포함하는 인터페이스와 관계를 맺어야 한다.
5. 의존 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle, DIP):
   • 고수준 모듈은 저수준 모듈에 의존해서는 안 되며, 둘 모두 추상화에 의존해야 한다.
   • 추상화된 인터페이스를 통해 의존 관계를 만들어야 하며, 구체적인 구현에 의존하지 않아야 한다.