final

김영한님의 실전 자바 강의 중 final 챕터를 학습하며 final 키워드의 개념, 지역 변수와 필드에서의 사용법, 그리고 상수(Constant) 정의 방법을 정리함

final 키워드란?

기본 개념

final 키워드는 변경 불가능을 의미함
final이 붙은 변수는 최초 한 번만 값을 할당할 수 있음

이후 값을 변경하려고 하면 컴파일 오류가 발생함

final int value = 10;
// value = 20;  // 컴파일 오류 발생

적용 범위
- 지역 변수/매개변수
  - 값 재할당 방지
- 인스턴스 필드
  - 객체별 불변 값 생성
- 클래스(static) 필드
  - 전역 상수 선언
- 메서드
  - 오버라이딩 방지
- 클래스
  - 상속 방지

final 지역 변수

지역 변수에 final 적용

package final1;

public class FinalLocalMain {
    public static void main(String[] args) {
        // final 지역 변수 - 선언과 초기화 분리
        final int data1;
        data1 = 10; // 최초 한 번만 할당 가능
        // data1 = 20; // 컴파일 오류 발생

        // final 지역 변수 - 선언과 동시에 초기화
        final int data2 = 10;
        // data2 = 20; // 컴파일 오류 발생

        method(10);
    }

    // final 매개변수
    static void method(final int parameter) {
        // parameter = 20; // 컴파일 오류 발생
    }
}

규칙
- final 변수는 최초 한 번만 할당 가능함
- 선언과 초기화를 분리할 수 있지만, 최초 할당 이후 값 변경 불가함
- final 매개변수는 메서드 내에서 값을 변경할 수 없음

final 필드

생성자를 통한 초기화

package final1;

// final 필드 - 생성자 초기화
public class Settings {
    final int threshold;

    public Settings(int threshold) {
        this.threshold = threshold;
    }
}

생성자에서 final 필드를 초기화함
각 인스턴스마다 서로 다른 final 값을 가질 수 있음

필드 선언 시 초기화

package final1;

public class SharedSettings {
    final int limit = 10;              // 인스턴스 필드
    static final int MAX_LIMIT = 10; // 클래스 필드
}

인스턴스 final 필드 (final int limit)
- 모든 인스턴스가 동일한 값 10을 가짐
- 각 인스턴스마다 별도의 메모리 공간을 차지함
  - 객체가 100개면 동일한 값 10이 100번 저장됨 (메모리 낭비)
클래스 final 필드 (static final int MAX_LIMIT)
- 메서드 영역(static 영역)에 단 1개만 존재함
- 모든 인스턴스가 이 하나의 값을 공유함
- 메모리 효율적이며, 전역 상수로 사용하기 적합함

메모리 비교(객체 1000개 생성 시)

final int limit = 10은 4KB 사용 (4byte × 1000)

static final int MAX_LIMIT = 10은 4byte만 사용

초기화 방식 비교

비교 표

초기화 방식	메모리 위치	특징	사용 시기
생성자 초기화	힙 (각 인스턴스)	객체마다 다른 값 가능	객체별로 다른 final 값 필요 시
필드 초기화	힙 (각 인스턴스)	모든 객체가 같은 값 공유	비효율적, static 사용 권장
static final	메서드 영역 (단 1개)	전역 공유	상수 정의에 적합

생성자 초기화 - 객체별 다른 값

Settings s1 = new Settings(10);
Settings s2 = new Settings(20);
System.out.println(s1.threshold); // 10
System.out.println(s2.threshold); // 20

사용 사례
- 주문 번호, 회원 ID처럼 객체마다 달라야 하는 불변 값

필드 초기화 - 모든 객체가 같은 값

SharedSettings s1 = new SharedSettings();
SharedSettings s2 = new SharedSettings();
System.out.println(s1.limit); // 10
System.out.println(s2.limit); // 10 (같은 값인데 메모리는 따로)

문제점
- 모든 객체가 같은 값인데 각 객체마다 메모리를 차지함
해결책
- static final을 사용함

static final - 상수

System.out.println(SharedSettings.MAX_LIMIT); // 10 (객체 생성 없이 접근)

메모리 구조 비교
- Settings
  - 인스턴스별로 다른 final 값을 가질 수 있어 의미가 있음
- SharedSettings
  - 모든 인스턴스가 같은 값(10)을 가지면서 메모리를 중복해서 사용함
- static final
  - 메서드 영역에 하나만 존재하므로 가장 효율적임

final 변수와 참조

참조형 변수에 final 적용

package final1;

public class Data {
    public int value;
}

package final1;

public class FinalRefMain {
    public static void main(String[] args) {
        final Data data = new Data();
        // data = new Data(); // final 변수이므로 참조 대상 변경 불가

        // 참조 대상의 값은 변경 가능
        data.value = 10;
        System.out.println(data.value); // 10
        data.value = 20;
        System.out.println(data.value); // 20
    }
}

메모리 구조와 final 참조

Final Reference Memory

가능 (data.value = 20)
- 참조하는 대상의 객체 내부 값(value)은 변경할 수 있음
- final은 참조 변수 data의 값을 고정하는 것이지, 힙 영역에 있는 객체 자체를 불변으로 만드는 것이 아님
불가 (data = new Data())
- 참조값(주소) 자체를 변경할 수 없음
- 한 번 가리킨 객체(x001)를 끝까지 가리켜야 함

상수 (Constant)

상수란?

프로그램에서 절대 변하지 않는 공용 값을 의미함
자바에서는 static final 키워드를 사용하여 정의함
상수 관례
- 대문자로 작성하고, 단어 사이는 _ (언더스코어)로 구분함
- 일반 변수(소문자 시작)와 명확히 구분하기 위함

static final

모든 인스턴스가 같은 값을 공유할 때는 static final을 사용하는 것이 가장 효율적임

package final1;

public class GameConfig {
    // 게임 설정 상수
    public static final int MAX_PLAYERS = 4;

    // 수학 상수
    public static final double PI = 3.14;
}

상수가 필요한 이유

문제점
- 가독성 저하
  - 코드에 있는 숫자가 정확히 어떤 용도인지 파악하기 힘듦
- 유지보수 어려움
  - 해당 숫자가 코드 여러 곳에 퍼져 있다면, 값을 변경할 때 모든 곳을 찾아서 수정해야 함
  - 하나라도 빠뜨리면 버그가 발생할 수 있음
해결책
- 상수를 사용하여 숫자에 의미 있는 이름을 부여하고 한 곳에서 관리해야 함

상수로 개선된 코드

package final1;

  public class GameMain {
  public static void main(String[] args) {
  System.out.println("최대 플레이어 수: " + 4);
  int currentPlayerCount = 3;
  joinGame(currentPlayerCount++);
  joinGame(currentPlayerCount++);
  joinGame(currentPlayerCount++);
  }

      private static void joinGame(int currentPlayerCount) {
          System.out.println("참가자 수: " + currentPlayerCount);
          if (currentPlayerCount > 4) {
              System.out.println("대기열로 이동합니다.");
          } else {
              System.out.println("게임에 참가합니다.");
          }
      }
  }

package final1;

public class GameMainRefactored {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("최대 플레이어 수: " + GameConfig.MAX_PLAYERS);
        int currentPlayerCount = 3;
        joinGame(currentPlayerCount++);
        joinGame(currentPlayerCount++);
        joinGame(currentPlayerCount++);
    }

    private static void joinGame(int currentPlayerCount) {
        System.out.println("참가자 수: " + currentPlayerCount);
        if (currentPlayerCount > GameConfig.MAX_PLAYERS) {
            System.out.println("대기열로 이동합니다.");
        } else {
            System.out.println("게임에 참가합니다.");
        }
    }
}

가독성과 유지보수성이 모두 대폭 향상됨

final 사용 가이드

언제 사용하는가

값이 변경되면 안 되는 경우
중앙에서 값을 관리하고 싶은 경우
코드의 가독성과 안정성을 높이고 싶은 경우

장점

코드 안정성 증가 (실수로 값 변경 방지)
의도가 명확해짐 (이 값은 변경되지 않는다는 의미)
유지보수성 향상 (상수를 한 곳에서 관리)

주의사항

final은 변수 자체의 재할당을 막는 것임
참조형의 경우 참조 대상 객체의 내부 값은 변경 가능함
완전한 불변 객체를 만들려면 모든 필드를 final로 선언하고 setter를 제공하지 않아야 함

연습 문제

final 키워드를 변수에 사용하면 어떤 것이 제한될까요?
- a. 값의 변경
- final은 변수에 값이 한 번 할당되면 그 값을 다시 변경할 수 없도록 제한하는 키워드임
참조 변수에 final 키워드를 붙이면 무엇이 고정될까요?
- a. 참조 변수가 가리키는 주소값
- 참조 변수에 final을 쓰면 변수가 가리키는 주소, 즉 다른 객체를 참조하도록 바꿀 수 없게 됨
- 객체 자체의 속성 값은 변경 가능함
Java에서 static final로 선언된 변수를 무엇이라고 부를까요?
- a. 상수
- static은 공유, final은 변경 불가 속성이임
- 이 둘을 함께 써서 프로그램 내내 바뀌지 않고 공유되는 ‘상수’를 정의함
MAX_USERS처럼 프로그램 전반에 걸쳐 사용되는 고정된 값에 static final을 사용하는 주된 이유는 무엇일까요?
- a. 값의 중앙 집중식 관리와 가독성 향상
- static final 상수는 값을 한 곳에서 관리하여 코드 이해를 돕고, 필요시 값 변경을 중앙에서 쉽게 할 수 있게 해줌
변수에 final 키워드를 사용했을 때 얻을 수 있는 중요한 이점은 무엇일까요?
- a. 개발자의 실수를 통한 값 변경 방지
- final은 해당 변수의 값이 절대 바뀌지 않음을 보장하여, 개발자가 의도치 않게 값을 변경하는 실수를 컴파일 단계에서 미리 막아주는 이점이 있음

요약 정리

final 사용 목적별 분류

분류	키워드 적용 위치	설명
재할당 방지	기본형 변수	값을 한 번만 할당 가능, 이후 변경 불가
참조 고정	참조형 변수	참조하는 객체(주소)를 변경 불가, 객체 내부 상태는 변경 가능
불변 필드	인스턴스 필드	생성자 초기화 이후 값 변경 불가 (개별 객체마다 다른 값 가능)
상수	static 필드	`static final`, 전역적으로 공유되는 불변의 값
확장/변경 금지	메서드/클래스	오버라이딩 불가(메서드), 상속 불가(클래스)

Reference

김영한의 실전 자바 - 기본편

김영한의 실전 자바 - final

final

final 키워드란?

기본 개념

final 지역 변수

지역 변수에 final 적용

final 필드

생성자를 통한 초기화

필드 선언 시 초기화

초기화 방식 비교

final 변수와 참조

참조형 변수에 final 적용

메모리 구조와 final 참조

상수 (Constant)

상수란?

static final

상수가 필요한 이유

상수로 개선된 코드

final 사용 가이드

언제 사용하는가

장점

주의사항

연습 문제

요약 정리

final 사용 목적별 분류

Reference

Further Reading

김영한의 실전 자바 - 상속

김영한의 실전 자바 - 패키지

김영한의 실전 자바 - 접근 제어자