Enum 클래스 메모리 할당 과정
선언된 enum 클래스는 로딩 과정에서 Method 영역에 저장되며 각각의 상수들이 public static final 필드이자 객체로서 메모리를 할당받는다. Method 영역에 메모리를 할당받기 때문에 프로그램이 끝날 때가지 메모리에 존재한다.
그 다음, 어떤 클래스에서든 해당 Enum 클래스를 만나면 Heap 영역에 각각의 상수별로 객체가 생성됩니다. 그리고 각각의 객체 별 메모리 주소가 Method 영역에 할당된 메모리에 저장됩니다.
그 이후, stack 영역에서 어느 상수에 대한 참조변수가 선언될 경우, 참조 변수에도 Method 영역의 상수 객체와 같은 메모리 주소가 할당됩니다.
이러한 이유는, enum 클래스는 new 예약어를 통해 객체를 생성하는 것이 불가능하고 클래스변수로 선언된 각각의 열거 상수들을 통해서만 Heap 영역의 객체에 접근할 수 있습니다.
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예제코드
Enum 클래스
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public enum Week{
MON,
TUE,
WEN,
THU,
FRI,
SAT,
SUN;
}
Sample 클래스
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public class Sample{
public static void main(String[] args){
Week today = Week.MON;
}
}
코드 구동 순서
Week 클래스는 JVM의 메모리 영역에 로딩시, 각각의 열거상수별(요일별)로 Method 영역에 메모리를 할당받고 클래스 변수로 저장된다.
그 이후, 코드 실행 중에 Week 클래스가 발견되었고 이 시점에 각 열거상수에 대한 인스턴스가 Heap영역에 생성된다.
그리고 각각의 인스턴스의 메모리 주소는 Week클래스의 클래스변수(Method 영역)들에 할당된다.
그래서 today 변수에는 Week클래스의 클래스 변수를 호출하여 해당 변수가 가르키는 인스턴스 주소를 저장한다.(new 예약어 사용 X)
SingleTon 패턴 & clone() 메소드
위 예제에서도 확인할 수 있듯이 enum 클래스는 new 예약어가 아닌 클래스 변수를 통해서만 객체 메모리 주소를 가져올 수 있다. 즉, 새로운 객체 생성이 안된다는 말이다. enum 클래스에 선언된 상수는 Heap 영역에 하나의 인스턴스로만 존재하고 접근만 가능하게 구현되어 있다.
이와 비슷한 맥락으로 Object 클래스를 상속받기 때문에 clone() 메소드를 호출할 수 있는데 clone() 메소드 호출시, 예외가 발생하도록 오버라이딩 되어있다. 이 또한 값을 가진 객체가 다른 메모리에 추가로 생성되는 것을 방지하기 위함이다.
이를 SingleTon 패턴을 유지하기 위함이라고도 표현하는데 SingleTon 패턴이란 객체의 인스턴스를 단 1개만 생성할 수 있도록 하는 패턴을 의미한다.
결론적으로
상수라는 값도 프로그램이 실행되는 과정 속에서 변하지 않는 불변의 값으로 활용하기 위해 선언되는 것이기에 SingleTon 패턴의 일종이라고 볼 수 있고, 이를 유지하고 보호하기 위해 clone() 메소드의 사용을 제한하는 것이다.
또한 선언하는 과정속에서도 상수는 private static final 변수로 선언된다. 직접 해당 상수에 접근할 수 없고 public 메소드를 통해서만 접근이 가능하도록 하여 상수가 변경될 수 있는 가능성을 최대한 배재한다.