👉🏻 DBMS의 인덱스는 검색 속도를 높이기 위한 기술입니다. 인덱스는 정렬된 상태를 유지하기 때문에 원하는 값을 탐색하는데는 빠르지만 새로운 값을 추가(INSERT), 삭제(DELETE), 수정(UPDATE)하는 경우에는 쿼리문 실행 속도가 느려집니다. 즉, DBMS에서 인덱스는 데이터의 저장 성능을 희생하고 그 대신 데이터의 읽기 속도를 높이는 기능이라고 할 수 있습니다.
인덱스를 사용하면 좋은 경우에는 WHERE절에서 자주 사용되는 Column, 외래키가 자주 사용되는 Column, JOIN에 자주 사용되는 Column이 있습니다. 반면 인덱스 사용을 피해야 하는 경우는 Data 중복도가 높은 Column, DML이 자주 일어나는 Column이 있습니다.
Clustered Index
👉🏻 순서대로 정렬되어 있어서 값을 찾을 때 해당 부분에서만 찾으면 됨
👉🏻 정렬되어 있기 때문에 삽입 시에 오래걸림
👉🏻 한 테이블 당 하나만, PK와 비슷
👉🏻 범위 검색에 좋음
👉🏻 존재하는 PK 사이에 삽입할 시 매우 오래걸림
* Auto-increment
Non-Clustered Index
👉🏻 인덱스와 간접 참조되어 있음
👉🏻 정렬되지 않았기 때문에 삽입 시 오래 걸리지 않음, 해시 테이블 사용하여 빠름
👉🏻 한 테이블에 여러 개
👉🏻 삽입 시 추가 작업 필요(인덱스 생성)
👉🏻 카디널리티가 높아질수록 쓰면 좋음
* 카디널리티는 전체 행에 대한 특정 컬럼의 중복 수치를 나타내는 지표, 카디널리티가 높을수록 중복 수치가 낮아짐
어느 날 뜬금없이 대학교 친구에게 전화가 왔습니다. 그러더니 ‘야, REST API가 정확히 뭐 어떤 거야? 하는 질문에 가슴에 비수가 날아와 꽂힌 듯한 느낌을 받았습니다. 며칠 전 카톡으로 요즘 보통 웹서비스들은 ‘REST API형태로 서비스를 제공한다’고 아는 척을 조금 했던 기억이 머릿속을 빠르게 스쳐 지나갔고 그 순간 대충 얼버무리며 ‘아, 그거 REST하게 클라이언트랑 서버간에 데이터를 주고 받는 방식’을 말한다며 얼렁뚱땅 마무리 지었던 기억이 납니다. 실제로 REST API의 서비스를 직접 개발도 해보고 사용도 해봤는데도 막상 설명을 하자니 어려움을 겪었던 적이 있으셨을 텐데요. 그래서 이번에 REST API에 대해 정리하게 되었습니다. 기본적인 REST API에 대한 내용 외에도 REST API를 설계하실 때 참고해야 할 몇 가지 TIP들에 대해 공유해보도록 하겠습니다.
1. REST API의 탄생
REST는 Representational State Transfer라는 용어의 약자로서 2000년도에 로이 필딩 (Roy Fielding)의 박사학위 논문에서 최초로 소개되었습니다. 로이 필딩은 HTTP의 주요 저자 중 한 사람으로 그 당시 웹(HTTP) 설계의 우수성에 비해 제대로 사용되어지지 못하는 모습에 안타까워하며 웹의 장점을 최대한 활용할 수 있는 아키텍처로써 REST를 발표했다고 합니다.
2. REST 구성
쉽게 말해 REST API는 다음의 구성으로 이루어져있습니다. 자세한 내용은 밑에서 설명하도록 하겠습니다.
자원(RESOURCE)- URI
행위(Verb)- HTTP METHOD
표현(Representations)
3. REST 의 특징
1) Uniform (유니폼 인터페이스)
Uniform Interface는 URI로 지정한 리소스에 대한 조작을 통일되고 한정적인 인터페이스로 수행하는 아키텍처 스타일을 말합니다.
2) Stateless (무상태성)
REST는 무상태성 성격을 갖습니다. 다시 말해 작업을 위한 상태정보를 따로 저장하고 관리하지 않습니다. 세션 정보나 쿠키정보를 별도로 저장하고 관리하지 않기 때문에 API 서버는 들어오는 요청만을 단순히 처리하면 됩니다. 때문에 서비스의 자유도가 높아지고 서버에서 불필요한 정보를 관리하지 않음으로써 구현이 단순해집니다.
3) Cacheable (캐시 가능)
REST의 가장 큰 특징 중 하나는 HTTP라는 기존 웹표준을 그대로 사용하기 때문에, 웹에서 사용하는 기존 인프라를 그대로 활용이 가능합니다. 따라서 HTTP가 가진 캐싱 기능이 적용 가능합니다. HTTP 프로토콜 표준에서 사용하는 Last-Modified태그나 E-Tag를 이용하면 캐싱 구현이 가능합니다.
4) Self-descriptiveness (자체 표현 구조)
REST의 또 다른 큰 특징 중 하나는 REST API 메시지만 보고도 이를 쉽게 이해 할 수 있는 자체 표현 구조로 되어 있다는 것입니다.
5) Client - Server 구조
REST 서버는 API 제공, 클라이언트는 사용자 인증이나 컨텍스트(세션, 로그인 정보)등을 직접 관리하는 구조로 각각의 역할이 확실히 구분되기 때문에 클라이언트와 서버에서 개발해야 할 내용이 명확해지고 서로간 의존성이 줄어들게 됩니다.
6) 계층형 구조
REST 서버는 다중 계층으로 구성될 수 있으며 보안, 로드 밸런싱, 암호화 계층을 추가해 구조상의 유연성을 둘 수 있고 PROXY, 게이트웨이 같은 네트워크 기반의 중간매체를 사용할 수 있게 합니다.
4. REST API 디자인 가이드
REST API 설계 시 가장 중요한 항목은 다음의 2가지로 요약할 수 있습니다.
첫 번째,URI는 정보의 자원을 표현해야 한다. 두 번째,자원에 대한 행위는 HTTP Method(GET, POST, PUT, DELETE)로 표현한다.
다른 것은 다 잊어도 위 내용은 꼭 기억하시길 바랍니다.
4-1. REST API 중심 규칙
1) URI는 정보의 자원을 표현해야 한다. (리소스명은 동사보다는 명사를 사용)
GET /members/delete/1
위와 같은 방식은 REST를 제대로 적용하지 않은 URI입니다. URI는 자원을 표현하는데 중점을 두어야 합니다. delete와 같은 행위에 대한 표현이 들어가서는 안됩니다.
2) 자원에 대한 행위는 HTTP Method(GET, POST, PUT, DELETE 등)로 표현
위의 잘못 된 URI를 HTTP Method를 통해 수정해 보면
DELETE /members/1
으로 수정할 수 있겠습니다. 회원정보를 가져올 때는 GET, 회원 추가 시의 행위를 표현하고자 할 때는 POST METHOD를 사용하여 표현합니다.
회원정보를 가져오는 URI
GET /members/show/1 (x)
GET /members/1 (o)
회원을 추가할 때
GET /members/insert/2 (x) - GET 메서드는 리소스 생성에 맞지 않습니다.
POST /members/2 (o)
[참고]HTTP METHOD의 알맞은 역할 POST, GET, PUT, DELETE 이 4가지의 Method를 가지고 CRUD를 할 수 있습니다.
METHOD역할
POST
POST를 통해 해당 URI를 요청하면 리소스를 생성합니다.
GET
GET를 통해 해당 리소스를 조회합니다. 리소스를 조회하고 해당 도큐먼트에 대한 자세한 정보를 가져온다.
PUT
PUT를 통해 해당 리소스를 수정합니다.
DELETE
DELETE를 통해 리소스를 삭제합니다.
다음과 같은 식으로 URI는 자원을 표현하는 데에 집중하고 행위에 대한 정의는 HTTP METHOD를 통해 하는 것이 REST한 API를 설계하는 중심 규칙입니다.
URI에 포함되는 모든 글자는 리소스의 유일한 식별자로 사용되어야 하며 URI가 다르다는 것은 리소스가 다르다는 것이고, 역으로 리소스가 다르면 URI도 달라져야 합니다. REST API는 분명한 URI를 만들어 통신을 해야 하기 때문에 혼동을 주지 않도록 URI 경로의 마지막에는 슬래시(/)를 사용하지 않습니다.
REST API에서는 메시지 바디 내용의 포맷을 나타내기 위한 파일 확장자를 URI 안에 포함시키지 않습니다. Accept header를 사용하도록 합시다.
GET / members/soccer/345/photo HTTP/1.1 Host: restapi.example.com Accept: image/jpg
4-3. 리소스 간의 관계를 표현하는 방법
REST 리소스 간에는 연관 관계가 있을 수 있고, 이런 경우 다음과 같은 표현방법으로 사용합니다.
/리소스명/리소스 ID/관계가 있는 다른 리소스명
ex) GET : /users/{userid}/devices (일반적으로 소유 ‘has’의 관계를 표현할 때)
만약에 관계명이 복잡하다면 이를 서브 리소스에 명시적으로 표현하는 방법이 있습니다. 예를 들어 사용자가 ‘좋아하는’ 디바이스 목록을 표현해야 할 경우 다음과 같은 형태로 사용될 수 있습니다.
GET : /users/{userid}/likes/devices (관계명이 애매하거나 구체적 표현이 필요할 때)
4-4. 자원을 표현하는 Colllection과 Document
Collection과 Document에 대해 알면 URI 설계가 한 층 더 쉬워집니다. DOCUMENT는 단순히 문서로 이해해도 되고, 한 객체라고 이해하셔도 될 것 같습니다. 컬렉션은 문서들의 집합, 객체들의 집합이라고 생각하시면 이해하시는데 좀더 편하실 것 같습니다. 컬렉션과 도큐먼트는 모두 리소스라고 표현할 수 있으며 URI에 표현됩니다. 예를 살펴보도록 하겠습니다.
http:// restapi.example.com/sports/soccer
위 URI를 보시면 sports라는 컬렉션과 soccer라는 도큐먼트로 표현되고 있다고 생각하면 됩니다. 좀 더 예를 들어보자면
sports, players 컬렉션과 soccer, 13(13번인 선수)를 의미하는 도큐먼트로 URI가 이루어지게 됩니다. 여기서 중요한 점은컬렉션은 복수로 사용하고 있다는 점입니다. 좀 더 직관적인 REST API를 위해서는 컬렉션과 도큐먼트를 사용할 때 단수 복수도 지켜준다면 좀 더 이해하기 쉬운 URI를 설계할 수 있습니다.
5. HTTP 응답 상태 코드
마지막으로 응답 상태코드를 간단히 살펴보도록 하겠습니다. 잘 설계된 REST API는 URI만 잘 설계된 것이 아닌 그 리소스에 대한 응답을 잘 내어주는 것까지 포함되어야 합니다. 정확한 응답의 상태코드만으로도 많은 정보를 전달할 수가 있기 때문에 응답의 상태코드 값을 명확히 돌려주는 것은 생각보다 중요한 일이 될 수도 있습니다. 혹시 200이나 4XX관련 특정 코드 정도만 사용하고 있다면 처리 상태에 대한 좀 더 명확한 상태코드 값을 사용할 수 있기를 권장하는 바입니다. 상태코드에 대해서는 몇 가지만 정리하도록 하겠습니다.
상태코드
200
클라이언트의 요청을 정상적으로 수행함
201
클라이언트가 어떠한 리소스 생성을 요청, 해당 리소스가 성공적으로 생성됨(POST를 통한 리소스 생성 작업 시)
상태코드
400
클라이언트의 요청이 부적절 할 경우 사용하는 응답 코드
401
클라이언트가 인증되지 않은 상태에서 보호된 리소스를 요청했을 때 사용하는 응답 코드
(로그인 하지 않은 유저가 로그인 했을 때, 요청 가능한 리소스를 요청했을 때)
403
유저 인증상태와 관계 없이 응답하고 싶지 않은 리소스를 클라이언트가 요청했을 때 사용하는 응답 코드
(403 보다는 400이나 404를 사용할 것을 권고. 403 자체가 리소스가 존재한다는 뜻이기 때문에)
405
클라이언트가 요청한 리소스에서는 사용 불가능한 Method를 이용했을 경우 사용하는 응답 코드
상태코드
301
클라이언트가 요청한 리소스에 대한 URI가 변경 되었을 때 사용하는 응답 코드
(응답 시 Location header에 변경된 URI를 적어 줘야 합니다.)
500
서버에 문제가 있을 경우 사용하는 응답 코드
글을 마치며
RESTFul한 API를 설계하실 때 도움이 될만한 내용들을 제 나름의 우선순위를 가지고 정리해 보았습니다. 정리를 하면서 다시 한 번 느낀 것은 정확히 알지 못하면 '설명할 수 없다'는 것입니다. 누군가가 그런 말을 하였습니다. '당신이 어떤 것을 할머니에게 설명해 주지 못한다면, 그것은 진정으로 이해한 것이 아니다.' 저 문구를 항상 가슴 깊이 새기고 앞으로 무엇인가 새로운 지식을 학습해 실무에 적용할 때에도 '대충'이 아닌 '정확한 이해'를 바탕으로 문제를 해결해 나가도록 해야겠다는 다짐과 함께 글을 마무리 짓도록 하겠습니다. 마지막으로 REST API는 정해진 명확한 표준이 없기 때문에 REST API를 사용함에 있어 '무엇이 옳고 그른지'가 아닌 개발하는 서비스의 특징과 개발 집단의 환경과 성향 등이 충분히 고려되어 설계되어야 할 것입니다.
부족한 내용이나 잘못된 내용이 있다면 댓글 부탁 드립니다. 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.
Reference
마크 메세 (2015), 일관성 있는 웹 서비스 인터페이스 설계를 위한 REST API 디자인 규칙 (김관래, 권원상 역), 한빛미디어
public class HousePark {
String lastname = "박";
public static void main(String[] args) {
HousePark pey = new HousePark();
HousePark pes = new HousePark();
}
}
박씨 집안을 나타내는 HousePark이라는 클래스이다. 위와 같은 클래스를 만들고 객체를 생성하면 객체마다 객체변수 lastname을 저장하기 위한 메모리를 별도로 할당해야 한다. 하지만 가만히 생각해 보면 HousePark 클래스의 lastname은 어떤 객체이던지 동일한 값인 "박"이어야 할 것 같지 않은가? 이렇게 항상 값이 변하지 않는 경우라면 static 사용 시 메모리의 이점을 얻을 수 있다.
다음의 변경된 예제를 보자.
public class HousePark {
static String lastname = "박";
public static void main(String[] args) {
HousePark pey = new HousePark();
HousePark pes = new HousePark();
}
}
위와 같이 lastname 변수에 static 키워드를 붙이면 자바는 메모리 할당을 딱 한번만 하게 되어 메모리 사용에 이점을 볼 수 있게된다.
※ 만약 HousePark 클래스의 lastname값이 변경되지 않기를 바란다면 static 키워드 앞에 final이라는 키워드를 붙이면 된다. final 키워드는 한번 설정되면 그 값을 변경하지 못하게 하는 기능이 있다. 변경하려고 하면 예외가 발생한다.
static을 사용하는 또 한가지 이유로 공유의 개념을 들 수 있다. static 으로 설정하면 같은 곳의 메모리 주소만을 바라보기 때문에 static 변수의 값을 공유하게 되는 것이다. 다음의 예를 보면 더욱 명확하게 파악할 수 있을 것이다.
웹 사이트 방문시마다 조회수를 증가시키는 Counter 프로그램이 다음과 같이 있다고 가정 해 보자.
public class Counter {
int count = 0;
Counter() {
this.count++;
System.out.println(this.count);
}
public static void main(String[] args) {
Counter c1 = new Counter();
Counter c2 = new Counter();
}
}
프로그램을 수행해 보면 다음과 같은 결과값이 나온다.
1
1
c1, c2 객체 생성시 count 값을 1씩 증가하더라도 c1과 c2의 count는 서로 다른 메모리를 가리키고 있기 때문에 원하던 결과(카운트가 증가된)가 나오지 않는 것이다. 객체변수는 항상 독립적인 값을 갖기 때문에 당연한 결과이다.
이번에는 다음 예제를 보자.
public class Counter {
static int count = 0;
Counter() {
this.count++;
System.out.println(this.count);
}
public static void main(String[] args) {
Counter c1 = new Counter();
Counter c2 = new Counter();
}
}
int count = 0앞에 static 키워드를 붙였더니 count 값이 공유되어 다음과 같이 방문자수가 증가된 결과값이 나오게 되었다.
1
2
보통 변수의 static 키워드는 프로그래밍 시 메모리의 효율보다는 두번째 처럼 공유하기 위한 용도로 훨씬 더 많이 사용하게 된다.
static method
static이라는 키워드가 메소드 앞에 붙으면 이 메소드는 스태틱 메소드(static method)가 된다. 무슨 말인지 알쏭달쏭하겠지만 예제를 보면 매우 쉽다.
public class Counter {
static int count = 0;
Counter() {
this.count++;
}
public static int getCount() {
return count;
}
public static void main(String[] args) {
Counter c1 = new Counter();
Counter c2 = new Counter();
System.out.println(Counter.getCount());
}
}
getCount() 라는 static 메소드가 추가되었다. main 메소드에서 getCount() 메소드는Counter.getCount()와 같이 클래스를 통해 호출할 수 있게 된다.
※ 스태틱 메소드 안에서는 인스턴스 변수 접근이 불가능 하다. 위 예에서 count는 static 변수이기 때문에 스태틱 메소드(static method)에서 접근이 가능한 것이다.
보통 스태틱 메소드는 유틸리티 성 메소드를 작성할 때 많이 사용된다. 예를 들어 "오늘의 날짜 구하기", "숫자에 콤마 추가하기"등의 메소드를 작성할 때에는 클래스 메소드를 사용하는 것이 유리하다.
다음은 "날짜"를 구하는 Util 클래스의 예이다.
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class Util {
public static String getCurrentDate(String fmt) {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(fmt);
return sdf.format(new Date());
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Util.getCurrentDate("yyyyMMdd"));
}
}
Util클래스의 getCurrentDate라는 스태틱 메소드(static method)를 이용하여 오늘의 날짜를(yyyyMMdd) 구하는 예제이다. 위 클래스를 실행하면 오늘의 날짜가 출력될 것이다.
싱글톤 패턴 (singleton pattern)
디자인 패턴중 하나인 싱글톤에 대해서 알아보자. 여러분은 static 에 대한 개념이 생겼기 때문에 싱글톤을 이해하는것이 어렵지 않을 것이다.
싱글톤은 단 하나의 객체만을 생성하게 강제하는 패턴이다. 즉 클래스를 통해 생성할 수 있는 객체는 Only One, 즉 한 개만 되도록 만드는 것이 싱글톤이다.
다음의 예를 보자.
SingletonTest.java
class Singleton {
private Singleton() {
}
}
public class SingletonTest {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton = new Singleton();
}
}
위와 같은 코드를 작성하면 컴파일 에러가 발생한다. 왜냐하면 Singleton 클래스의 생성자에 private 키워드로 외부 클래스에서 Singleton 클래스의 생성자로의 접근을 막았기 때문이다. 이렇게 생성자를 private 으로 만들어 버리면 외부 클래스에서 Singleton 클래스를new를 이용하여 생성할 수 없게 된다.
new를 이용하여 무수히 많은 객체를 생성한다면 싱글톤의 정의에 어긋나지 않겠는가? 그래서 일단new로 객체를 생성할 수 없도록 막은 것이다.
그렇다면 Singletone 클래스의 객체는 어떻게 생성할 수 있을까? 다음처럼 코드를 작성 해 보자.
class Singleton {
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
return new Singleton();
}
}
public class SingletonTest {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton = Singleton.getInstance();
}
}
위와 같이 코드를 변경하면 이제 getInstance라는 static 메소드를 이용하여 Singleton 객체를 돌려 받을 수 있다. 하지만 getInstance를 호출 할 때마다 새로운 객체가 생성되게 된다. 그렇다면 싱글톤이 아니다. 어떻게 해야 할까?
다음처럼 코드를 작성해 보자.
class Singleton {
private static Singleton one;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if(one==null) {
one = new Singleton();
}
return one;
}
}
public class SingletonTest {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(singleton1 == singleton2);
}
}
Singleton 클래스에 one 이라는 static 변수를 두고 getInstance 메소드에서 one 값이 null 인 경우에만 객체를 생성하도록 하여 one 객체가 단 한번만 만들어지도록 했다.
getInstance 메소드의 동작원리를 살펴보자.
최초 getInstance가 호출 되면 one이 null이므로new에 의해서 객체가 생성이 된다. 이렇게 한번 생성이 되면 one은 static 변수이기 때문에 그 이후로는 null이 아니게 된다. 그런 후에 다시 getInstance 메소드가 호출되면 이제 one은 null이 아니므로 이미 만들어진 싱글톤 객체인 one을 항상 리턴하게 된다.
main 메소드에서 getInstance를 두번 호출하여 각각 얻은 객체가 같은 객체인지 조사 해 보았다. 역시 예상대로 "true"가 출력되어 같은 객체임을 확인 할 수 있다.
싱글톤 패턴은 static에 대한 이해만 있다면 참 알기쉬운 패턴 중 하나이다.
※ 위에서 예제로 든 싱글톤은 Thread Safe 하지는 않다. 쓰레드 환경에서도 안전한 싱글톤을 만드는 방법은 이곳에 어울리지 않으므로 생략한다.
final의 의미는 최종적이란 뜻을 가지고 있습니다. final 필드는 초기값이 저장되면 최종적인 값이 되어 프로그램 실행 도중에 수정을 할 수 없습니다.
final 사용법
final 필드
final int number = 1; //final 타입 필드 [= 초기값];
final 필드는 위와 같이 선언하며 final 필드의 초기값을 줄 수 있는 방법은 딱 두가지 방법밖에 없습니다. 첫번째는 필드 선언시에 주는 방법이 있고, 두번째는 생성자를 통해서 주는 방법이 있습니다. 단순 값이라면 필드 선언시에 주는 것이 가장 간단하지만 복잡한 초기화 코드가 필요하거나 객체 생성 시에 외부 데이터로 초기화를 시켜야한다면 생성자를 통해서 초기값을 부여하는 방법을 써야 합니다. 생성자는 final 필드의 최종 초기화를 마쳐야 하는데 만약 초기화가 되지 않은 final 필드가 있다면 컴파일 에러가 발생합니다.
final 객체
class Company{
String name = "회사명";
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
public class Final_ex {
public static void main(String[] args) {
final Company company = new Company();
//company = new Company(); //객체를 한번 생성했다면 재생성 불가능
company.setName("ex회사"); //클래스의 필드는 변경가능
}
}
객체 변수에 final로 선언하면 그 변수에 다른 참조 값을 지정할 수 없습니다. 즉 한번 생성된 final 객체는 같은 타입으로 재생성이 불가능합니다. 객체자체는 변경이 불가능하지만 객체 내부 변수는 변경 가능합니다.
final 클래스
//final 클래스
final class Company{
String name = "회사명";
}
//상속 불가능
class A_Company extends Company{
}
클래스에 final을 사용하게되면 그 클래스는 최종상태가 되어 더이상 상속이 불가능합니다. final 클래스여도 필드는 Setter함수를 통하여 변경은 가능합니다.
final 메서드
class Company{
String name = "회사명";
public final void print() {
System.out.println("회사 이름은 :"+name+" 입니다.");
}
}
class A_Company extends Company{
String name = "a회사";
//메서드 오버라이드 불가능
public void print() {
}
}
메서드에 final을 사용하게되면 상속받은 클래스에서 부모의 final 메서드를 재정의 할 수 없습니다. 자신이 만든 메서드를 변경할 수 없게끔 하고싶을때 사용되며 시스템의 코어부분에서 변경을 원치 않는 메서드에 많이 구현되어 있습니다.
메서드의 인자값에 final을 사용하는 경우
class Company{
String name = "회사명";
public void setName(final String name) {
//name = "ex회사2"; //인자값으로 받은 final변수는 변경 불가능
this.name = name;
}
}
public class Final_ex {
public static void main(String[] args) {
final Company company = new Company();
company.setName("ex회사");
}
}
잘 사용하지는 않지만 코딩을 좀 더 명확하게 하고 싶은 경우 메서드의인자값에 final을 사용하시는 분들이 종종 있습니다. final 필드와 마찬가지로 인자값에 final을 사용하는 경우 final 인자값의 변경이 불가능합니다.
정적(Static)이란?
정적(static)은 고정된이란 의미를 가지고 있습니다. Static이라는 키워드를 사용하여 Static변수와 Static메소드를 만들 수 있는데 다른말로 정적필드와 정적 메소드라고도 하며 이 둘을 합쳐 정적 멤버라고 합니다. (클래스 멤버라고도 합니다.)정적 필드와 정적 메소드는 객체(인스턴스)에 소속된 멤버가 아니라 클래스에 고정된 멤버입니다. 그렇기에 클래스 로더가 클래스를 로딩해서 메소드 메모리 영역에 적재할때 클래스별로 관리됩니다. 따라서 클래스의 로딩이 끝나는 즉시 바로 사용할 수 있습니다.
정적(Static) 멤버 생성
Static 키워드를 통해 생성된 정적멤버들은 Heap영역이 아닌 Static영역에 할당됩니다. Static 영역에 할당된 메모리는 모든 객체가 공유하여 하나의 멤버를 어디서든지 참조할 수 있는 장점을 가지지만 Garbage Collector의 관리 영역 밖에 존재하기에 Static영역에 있는 멤버들은 프로그램의 종료시까지 메모리가 할당된 채로 존재하게 됩니다. 그렇기에 Static을 너무 남발하게 되면 만들고자 하는 시스템 성능에 악영향을 줄 수 있습니다.
정적(Static)멤버 선언
필드나 메소드를 생성 시 인스턴스로 생성할것인지 정적으로 생성할것인지에 대한 판단 기준은 공용으로 사용하느냐 아니냐로 내리면 됩니다. 그냥 생성한다면 자동으로 인스턴스로 생성되며 정적으로 생성하려면 필드와 메소드 선언 시 static이라는 키워들를 추가적으로 붙이면 됩니다.
static int num = 0; //타입 필드 = 초기값
public static void static_method(){} //static 리턴 타입 메소드 {}
정적(Static) 필드 사용 예시
class Number{
static int num = 0; //클래스 필드
int num2 = 0; //인스턴스 필드
}
public class Static_ex {
public static void main(String[] args) {
Number number1 = new Number(); //첫번째 number
Number number2 = new Number(); //두번쨰 number
number1.num++; //클래스 필드 num을 1증가시킴
number1.num2++; //인스턴스 필드 num을 1증가시킴
System.out.println(number2.num); //두번째 number의 클래스 필드 출력
System.out.println(number2.num2); //두번째 number의 인스턴스 필드 출력
}
}
Number이라는 클래스안에 클래스 변수 num과 인스턴스 변수 num2를 생성하였고 두개의 Number인스턴스 number1과 number2를 생성했을때 number1에서 num1과 num2를 각각 1씩 증가시키고 number2에서 num1와 num2를 각각 출력시켰을때는 num1은 1, num2는 0이 출력되었습니다. 왜 이런 현상이 나타났느냐면인스턴스 변수는 인스턴스가 생성될 때마다 생성되므로 인스턴스마다 각기 다른 값을 가지지만 정적 변수는 모든 인스턴스가 하나의 저장공간을 공유하기에 항상 같은 값을 가지기에 나타난 현상입니다.
정적(Static) 메서드 사용 예시
class Name{
static void print() { //클래스 메소드
System.out.println("내 이름은 홍길동입니다.");
}
void print2() { //인스턴스 메소드
System.out.println("내 이름은 이순신입니다.");
}
}
public class Static_ex {
public static void main(String[] args) {
Name.print(); //인스턴스를 생성하지 않아도 호출이 가능
Name name = new Name(); //인스턴스 생성
name.print2(); //인스턴스를 생성하여야만 호출이 가능
}
}
정적 메소드는 클래스가 메모리에 올라갈 때 정적 메소드가 자동적으로 생성됩니다. 그렇기에 정적 메소드는 인스턴스를 생성하지 않아도 호출을 할 수 있습니다. 정적 메소드는 유틸리티 함수를 만드는데 유용하게 사용됩니다.
👉🏻 Java 8 버전에는 람다 표현식(Lamda expressions), 스트림 API(Stream API), java.time 패키지, 나즈혼(Nashorn)이 주목할만한 특징입니다. 람다 표현식은 메소드를 하나의 식으로 표현한 것입니다. 식별자 없이 실행할 수 있는 함수 표현식을 의미하며, 따라서 익명 함수(Anonymous function)라고도 부릅니다. (+) 사용 예
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new Thread(new Runnable() {
publicvoid run() {
System.out.println("전통적인 방식의 일회용 스레드 생성");
}
}).start();
new Thread(()->{
System.out.println("람다 표현식을 사용한 일회용 스레드 생성");
}).start();
스트림 API는 저장된 데이터에 접근하는 경우 반복문이나 반복자를 사용하여 매번 코드를 작성하는 불편한 점이 있었는데 이러한 문제점을 보완하기 위해서 도입된 방법입니다. 데이터를 추상화하여 다루므로, 다양한 방식으로 저장된 데이터를 읽고 쓰기 위한 공통된 방법을 제공합니다. 따라서 배열이나 컬렉션 뿐만 아니라 파일에 저장된 데이터도 모두 같은 방법으로 다룰 수 있습니다.
(+) 사용 예
//Before
List<Shape> list = new ArrayList<Shape>();
for(Shape s : shapes){
if(s.getColor() == RED){
list.add(s);
}
}
//After
shapes.stream().filter(s -> s.getColor() == Red).collect(toList());
java.time 패키지는 Calendar 클래스의 문제점을 보완하기 위해 도입되었습니다. Calendar 인스턴스는 불변객체가 아니라서 값이 수정될 수 있었고, 윤초와 같은 특별한 상황을 고려하지 않았으며 월(month)를 나타낼 때 1월부터 12월을 0~11까지로 표현해야 하는 불편함이 있었습니다.
오라클의 나즈혼은 자바스크립트의 기본 엔진으로 사용되었던 모질라의 리노(Rhino)가 자바의 최신 개선 사항 등을 제대로 활용하지 못하는 노후화된 모습을 보완하기 위해 도입된 자바스크립트의 새로운 엔진입니다. 나즈혼은 리노에 비해 성능과 메모리 관리 면에서 크게 개선되었습니다.
3. 인터페이스와 추상 클래스의 각각의 특징과 차이점을 설명하시오.
👉🏻 추상 클래스는 클래스 내 추상 메소드가 하나 이상 포함되거나 아예 없거나 abstract로 정의된 경우를 말합니다. 반면 인터페이스는 모든 메소드가 추상 메소드인 경우입니다.(Java 8에서는 default 키워드를 이용해서 일반 메소드의 구현도 가능합니다.)
추상 클래스는 일반 변수들과 생성자를 가질 수 있습니다. 어떤 클래스가 추상 클래스를 상속받을 때에는 extends를 씁니다. 클래스 안에 한 개 이상의 추상 메소드가 있다면 그 클래스 앞에는 반드시 'abstract 클래스명'으로 표기되어야 하며, abstract와 final 키워드를 동시에 표기할 수 없습니다. 추상 클래스는 오버라이딩의 강제성을 부여하는데, 추상 메소드를 오버라이딩 하지 않고는 객체 생성이 불가능합니다. 인터페이스는 인터페이스로부터 상속되는 클래스가 있다면 새로운 메소드에 대한 내용을 반드시 구현해야 합니다. 인터페이스는 final을 붙일 수 없고, 변수들은 static이어야 합니다. 즉, 일반 변수와 생성자를 가질 수 없습니다. 어떤 클래스가 인터페이스를 상속받을 때에는 implements를 씁니다. 클래스가 다른 클래스를 상속하면서 인터페이스를 구현하는 것도 가능한데, 이럴 때는 extends 다음에 implements를 순서대로 쓰면 됩니다. 자바는 다중상속이 불가능한데, 인터페이스는 이 다중상속을 대체합니다.
즉, 추상 클래스의 상속과 인터페이스의 상속의 차이점은 상속(abstract)의 목적은 클래스의 확장과 코드의 재사용이며 인터페이스 상속의 목적은 요구사항을 구현하는 것입니다.
4. Call by value와 Call by reference에 대해 설명하시오.
👉🏻 Call by value은 값에 의한 호출입니다. 함수가 호출될 떄, 메모리 공간 안에서는 함수를 위한 별도의 임시공간이 생성되는데 call by value 호출 방식은 전달되는 변수 값을 복사해서 함수 인자로 전달합니다. 이때 복사된 인자는 함수 안에서 지역적으로 사용되기 때문에 local value 속성을 가집니다. 따라서 함수 안에서 인자 값이 변경되더라도, 외부 변수 값은 변경되지 않습니다.
//출처-https://re-build.tistory.com/3
Class CallByValue{
public static void swap(int x, int y) {
int temp = x;
x = y;
y = temp;
}
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println("swap() 호출 전 : a = " + a + ", b = " + b);
swap(a, b);
System.out.println("swap() 호출 후 : a = " + a + ", b = " + b);
}
}
//결과
/*
swap() 호출 전 : a = 10, b = 20
swap() 호출 후 : a = 10, b = 20
*/
👉🏻 Call by reference는 참조에 의한 호출입니다. 이 호출 방식은 함수 호출 시 인자로 전달되는 변수 값이 아닌 주소(Address)를 넘겨줌으로써, 주소를 참조(Reference)하여 데이터를 변경할 수 있습니다. 따라서 함수 안에서 인자 값이 변경되면 전달된 객체의 값도 변경됩니다.
//출처-https://re-build.tistory.com/3
Class CallByReference{
int value;
CallByReference(int value) {
this.value = value;
}
public static void swap(CallByReference x, CallByReference y) {
int temp = x.value;
x.value = y.value;
y.value = temp;
}
public static void main(String[] args) {
CallByReference a = new CallByReference(10);
CallByReference b = new CallByReference(20);
System.out.println("swap() 호출 전 : a = " + a.value + ", b = " + b.value);
swap(a, b);
System.out.println("swap() 호출 전 : a = " + a.value + ", b = " + b.value);
}
}
/* 결과
swap() 호출 전 : a = 10, b = 20
swap() 호출 후 : a = 20, b = 10
*/
👉🏻 Java 호출 방식은 함수에 전달되는 인자의 데이터 타입에 따라 함수 호출 방식이 달라집니다. primitive type(원시 자료형)은 call by value 호출 방식을 사용합니다. 자료형에는 int, short, long, float, double, char, boolean이 있습니다. reference type(참조 자료형)은 call by reference 호출 방식이며 자료형에는 array, Class instance, String이 있습니다. String은 약간 특이한데, 참조 자료형이지만 Java에서 동작할 때는 원시 자료형처럼 적용됩니다.
정리하자면, Call by value의 경우 데이터 값을 복사해서 함수로 전달하기 때문에 원본 데이터가 변경될 가능성이 없습니다. 하지만 인자를 넘겨줄 때 마다 메모리 공간을 할당해야 하기 때문에 공간의 낭비가 일어날 수 있습니다. Call by reference의 경우 메모리 공간 할당 문제는 해결했지만, 원본 값이 변경될 수 있다는 위험이 존재합니다.
👉🏻 스레드(Thread)란 프로세스(Process) 내에서 실제로 작업을 수행하는 주체를 의미합니다. 모든 프로세스에는 한 개 이상의 스레드가 존재하여 작업을 수행합니다. 또한 두 개 이상의 스레드를 가지는 프로세스를 멀티스레드 프로세스(Multi-threaded process)라고 합니다.
(+) 멀티 스레드란
👉🏻 하나의 응용프로그램을 여러 개의 스레드로 구성하고, 각 스레드로 하여금 하나의 작업을 처리하도록 하는 것입니다. 웹 서버는 대표적인 멀티 스레드 응용 프로그램입니다.
멀티스레드
장점 1. 시스템 자원 소모 감소(자원의 효율성 증대) 2. 시스템 처리량 증가(처리 비용 감소) - 스레드 사이의 작업량이 작아Context Switching**이 빠름 3. 간단한 통신 방법으로 인한 프로그램 응답 시간 단축 - 스레드는 프로세스 내의 Stack 영역을 제외한 모든 메모리를 공유하기 때문에 통신의 부담의 적음
단점 1. 주의 깊은 설계가 필요 2. 디버깅이 까다롭다. 3. 단일 프로세스 시스템의 경우 효과를 기대하기 어렵다. 4. 멀티 스레드의 경우 자원 공유의 문제가 발생한다.(동기화**문제)
**Context Switching : 프로세스의 상태 정보를 저장하고 복원하는 일련의 과정. 동작 중인 프로세스가 대기하면서 해당 프로세스의 상태를 보관하고, 대기하고 있던 다음 순번의 프로세스가 동작하면서 이전에 보관했던 프로세스 상태를 복구하는 과정.
**스레드 동기화 방법의 종류 1. Mutex(뮤텍스) 2. Semaphore(세마포어) 3. Monitor(모니터)
(+) Java Thread(자바 스레드)란
👉🏻 일반 스레드와 거의 차이가 없으며, JVM이 운영체제의 역할을 합니다. 자바에는 프로세스가 존재하지 않고 스레드만 존재하며, 자바 스레드는 JVM에 의해 스케쥴링 되는 실행 단위 코드 블록입니다.
2. Garbage Collector란 무엇인지 설명하시오.
👉🏻 우선 Garbage란 '정리되지 않은 메모리', '유효하지 않은 메모리 주소'를 말합니다.
String[] array = new String[3];
array[0] = "0";
array[1] = "1";
array[2] = "2";
array = new String[]{"G", "C"};
위 코드에서 String 배열이 할당되기 전에 할당된 0,1,2는 주소를 잃버리게 됩니다. 이렇게 주소를 잃어버려 사용할 수 없는 메모리가 '정리되지 않은 메모리' 입니다. C언어에서는 Dangling Object, 자바에서는 이것을 Garbage라고 부릅니다.
가비지 컬렉터(Garbage Collector)는 메모리가 부족할 때 쓰레기, 즉 Garbage를 정리해주는 프로그램을 말합니다. 가비지는 유효한 메모리가 아니기 때문에 메모리가 낭비됩니다. 따라서 JVM의 가비지 컬렉터는 가비지를 다른 용도로 사용할 수 있게 '메모리 해제'를 시키는 프로그램입니다. JVM은 메모리를 부여받고 프로그램을 실행하다가 메모리가 부족해지는 순간이 오면 OS에게 추가로 메모리를 더 요청하게 됩니다. 바로 이 때 가비지 컬렉터가 실행됩니다.
(+) Stop The World
👉🏻 Stop-the-world는 GC 실행을 위해 JVM이 애플리케이션 실행을 멈추는 것 입니다. GC가 실행될 때는 GC를 실행하는 스레드를 제외한 모든 스레드들이 작업을 멈춥니다. GC작업이 완료된 이후에 중단했던 작업을 다시 시작합니다. 대개 GC 튜닝이란 stop-the-world 시간을 줄이는 것을 의미합니다.
👉🏻 쿠키와 세션을 사용하는 이유는 HTTP(Hypertext Transfer Protocol)의 비연결성(Connectionless)과 비상태성(Stateless)이라는 특징을 보완하기 위해서 사용됩니다.
비연결성은 클라이언트가 서버에 요청(request)을 했을 때, 그 요청에 맞는 응답(response)을 보낸 후 연결을 끊는 처리방식입니다.비상태성은 클라이언트의 상태 정보를 가지지 않는 서버 처리 방식입니다. 첫번째 통신에서 클라이언트와 데이터를 주고 받았다 해도, 두번째 통신에서는 이전 데이터를 유지하지 않습니다.
서버와 클라이언트가 통신을 할 때 통신이 연속적으로 이어지지 않고 끊어진다면 서버는 클라이언트가 누구인지 계속 인증을 해줘야 합니다. 하지만 그것은 매우 귀찮고 번거로운 일임과 동시에 웹페이지의 로딩을 느리게 만드는 요인이 되기도 합니다. 그런 번거로움을 해결하는 방법이 바로 쿠키와 세션입니다.
1. 쿠키(Cookie)
👉🏻 HTTP의 일종으로 사용자가 어떤 웹 사이트를 방문할 때 생성되는 정보를 담은 임시 파일입니다. 즉, 쿠키는 서버가 사용자의 웹 브라우저에 저장하는 데이터를 말합니다. 쿠키의 데이터 형태는 Key와 Value로 구성되고 String 형태로 이루어져 있습니다. 브라우저마다 저장되는 쿠키는 다르며 서버에서는 브라우저가 다르면 다른 사용자로 인식합니다.
✔쿠키의 특징 1. 이름, 값, 만료일(저장 기간 설정), 경로 정보로 구성되어 있다. 2. 클라이언트에 총 300개의 쿠키를 저장할 수 있다. 3. 하나의 도메인 당 20개의 쿠키를 가질 수 있다. 4. 하나의 쿠키는 4KB(=4096byte)까지 저장이 가능하다.
✔쿠키의 동작 순서 1. 클라이언트가 페이지를 요청한다.(사용자가 웹 사이트 접근) 2. 웹 서버는 쿠키를 생성한다. 3. 생성한 쿠키에 정보를 담아 HTTP 화면을 돌려줄 때 같이 클라이언트에게 돌려준다. 4. 넘겨 받은 쿠키는 클라이언트가 가지고 있다가 다시 서버에 요청할 때 요청과 함께 쿠키를 전송한다. 5. 동일 사이트 재방문 시, 클라이언트의 PC에 해당 쿠키가 있을 경우 요청 페이지와 함께 쿠키를 전송한다.
✔사용 예시 1. 방문했던 사이트에 다시 방문했을 때 아이디와 비밀번호 자동 입력 2. 팝업창을 통해 "오늘 이 창을 다시 보지 않기" 체크
✔쿠키의 단점 1. 서버가 가지고 있는 것이 아닌 사용자에게 저장되기 때문에 임의로 고치거나 지울 수 있고, 가로채기도 쉬워 보안이 취약하다. ---> 이런 단점을 보완해주는 것이 세션
2. 세션(Session)
👉🏻 일정 시간동안 같은 사용자(브라우저)로부터 들어오는 일련의 요구사항을 하나의 상태로 보고, 그 상태를 일정하게 유지시키는 기술입니다. 세션 아이디는 웹 브라우저 당 1개 씩 생성되어 웹 컨테이너에 저장되며 브라우저 종료시 소멸됩니다. 로그인한 사용자에 대해서만 세션을 생성하는 것이 아니라 로그아웃 시 새로운 사용자로 인식하여 새로운 세션이 생성됩니다.
✔세션의 특징 1. 웹 서버에 웹 컨테이너의 상태를 유지하기 위한 정보를 저장한다. 2. 웹 서버에 저장되는 쿠키(=세션 쿠키) 3. 브라우저를 종료하거나, 서버에서 세션을 삭제했을 때만 삭제가 됨으로 쿠키보다 비교적 보안이 좋다. 4. 저장 데이터에 제한이 없다. 5. 각 클라이언트에 고유 session ID를 부여한다. 이 session ID로 클라이언트를 구분하여 각 클라이언트의 요구에 맞는 서비스를 제공한다.
✔세션의 동작 순서 1. 클라이언트가 페이지를 요청한다(사용자가 웹사이트 접근) 2. 서버는 접근한 클라이언트의 Request-Header 필드인 Cookie를 확인하고, 클라이언트가 해당 session ID를 보냈는지 확인한다. 3. session ID가 존재하지 않는다면, 서버는 session ID를 생성해 클라이언트에게 돌려준다. 5. 서버에서 클라이언트로 돌려준 session ID를 쿠키를 사용하여 서버에 저장한다. 5. 클라이언트 접속 시 이 세션 쿠키를 이용하여 session ID 값을 서버에 전달한다.
✔사용 예시 1. 화면이 이동해도 로그인이 풀리지 않고 로그아웃하기 전까지 유지된다.
3. 쿠키와 세션 차이 비교
쿠키(cookie)
세션(session)
저장 위치
클라이언트(=접속자 PC)
웹 서버
저장 형식
text
object
만료 시점
쿠키 저장 시 설정 (브라우저가 종료되더라도 만료시점이 지나지 않으면 자동 삭제되지 않음)
브라우저 종료 시 삭제 (기간 지정 가능)
사용하는 자원(리소스)
클라이언트 리소스
웹 서버 리소스
용량 제한
총 300개 하나의 도메인 당 20개 하나의 쿠키 당 4KB(=409byte)
서버가 허용하는 한 용량제한 없음
속도
세션보다 빠름
쿠키보다 느림
보안
세션보다 안좋음
쿠키보다 좋음
4. Stack과 Queue에 대해 설명하시오.
stack
👉🏻Stack
스택은 '쌓다'라는 의미를 가지고 있습니다. 즉, 데이터를 차곡차곡 쌓아올린 형태로 자료를 구성합니다. 스택은 후입선출(LIFO:Last-In-First-Out)의 자료구조입니다. LIFO구조라고 하며 마지막에 들어온 것이 먼저 나간다라는 뜻입니다. 입구와 출구가 같은 자료구조라고 할 수 있겠습니다. 스택에서의 데이터 삽입 연산을 push, 삭제 연산을 pop이라고 합니다. 이렇게 삽입과 삭제가 일어나는 위치를 top이라고 합니다. 비어있는 스택에서 원소를 추출하려고 할 때 stack underflow라고 하며, 스택이 넘치는 경우에는 stack overflow라고 합니다.
✔스택의 활용 1. 웹 브라우저의 방문기록(뒤로가기) - 가장 나중에 열린 페이지부터 다시 보여준다. 2. 역순 문자열 만들기 - 가장 나중에 입력된 문자부터 출력한다. 3. 실행 취소(undo) - 가장 나중에 실행된 것 부터 실행을 취소한다. 4. 후위 표기법 계산 5. 수식의 괄호 검사(연산자 우선순위 표현을 위한 괄호 검사) 6. 깊이 우선 탐색(DFS, Depth-First Search) 구현
Queue
👉🏻Queue
큐(Queue)는 스택과 비슷하지만 다른 자료구조입니다. 큐는 선입선출(FIFO:First-In-First-Out)의 구조를 가지고 있습니다. FIFO 구조라고 하며, 먼저 들어온 것이 먼저 나간다라는 뜻입니다. 공연장에서 입장을 기다리는 관객들을 예시로 들 수 있습니다. 정해진 곳(top)을 통해서만 삽입, 삭제가 이루어지는 스택과는 달리 큐는 한 쪽 끝에서는 삽입 작업을 다른 한 쪽 끝에서는 삭제 작업이 이루어집니다. 이 때 삭제 연산만 수행되는 곳을 front, 삽입 연산만 이루어지는 곳을 rear라고 합니다. 큐의 rear에서 이루어지는 삽입 연산을 인큐(enQueue), front에서 이루어지는 삭제 연산을 디큐(dQueue)라고 부릅니다.
✔큐의 활용 1. 우선순위가 같은 작업 예약(프린터의 인쇄 대기열) 2. 은행 업무 3. 콜센터 고객 대기시간 4. 프로세스 관리 5. 너비 우선 탐색(BFS, Breadth-First Search) 구현 6. 캐시(Cache) 구현
5. Anomaly(이상) 현상에 대해 설명하시오.
👉🏻 좋은 관계형 데이터베이스를 설계하기 위해서는 정보의 이상 현상(Anomaly)이 생기지 않도록 고려해야합니다. 이상 현상은 갱신이상(Modification Anomaly), 삽입 이상(Insertion Anomaly), 삭제 이상(Deletion Anomaly)으로 구성됩니다.
1. 갱신 이상: 릴레이션에서 튜플에 있는 속성 값을 갱신할 때 일부 튜플의 정보만 갱신되어 정보에 모순이 생기는 현상 2. 삽입 이상: 릴레이션에 데이터를 삽입할 때 의도와는 상관없이 원하지 않은 값들도 함께 삽입되는 현상 3. 삭제 이상: 릴레이션에 데이터를 삭제할 때 의도와는 상관없는 값들도 함께 삭제되는 연쇄 삭제 현상
이러한 이상 현상을 정규화 과정을 통해 해결할 수 있습니다. 속성들간의 종속관계를 분석한 후 여러개의 릴레이션으로 분해하는 과정을 정규화(Normalization)이라고 합니다.
(+) 정규화 과정
1. 제 1 정규형- 모든 도메인이 원자값이 되도록 분해 2. 제 2 정규형- 부분함수적 종속 관계 제거 3. 제 3 정규형- 이행적 함수 종속 관계 제거 4. BCNF- 후보키가 아닌 결정자 제거 5. 제 4 정규형- 다치종속 관계 제거 6. 제 5 정규형- 후보키를 통하지 않는 조인종속 제거
