[Java] Anonymouse class의 메모리 로드 및 생성

출처

ChatGPT

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익명 내부 클래스(Anonymous Inner Class)는 자바에서 클래스를 정의하지 않고도 클래스를 생성하고 인스턴스를 생성할 수 있게 해주는 기능이다. 익명 내부 클래스는 보통 이벤트 핸들러나 콜백 구현체를 작성할 때 유용하게 사용된다. 이러한 클래스는 코드가 간결하고, 한 번만 사용되는 경우에 적합하다.

익명 내부 클래스의 메모리에서의 생성 및 로드 과정은 다음과 같다.

익명 내부 클래스 생성 과정

1. 클래스 로딩

익명 내부 클래스는 클래스 로더에 의해 로드된다. 이 과정에서 자바 컴파일러는 익명 내부 클래스의 이름을 자동으로 생성한다. 이 이름은 일반적으로 외부 클래스의 이름과 익명 내부 클래스의 인스턴스 번호를 포함한다. 예를 들어, OuterClass$1과 같은 이름을 가질 수 있다.

2. 클래스 정의

익명 내부 클래스는 외부 클래스의 인스턴스 생성 시 내부 클래스 정의로 생성된다. 익명 내부 클래스의 정의는 외부 클래스의 생성자 또는 메소드 내에서 작성된다. 컴파일러는 이를 바탕으로 익명 클래스를 정의하고, 새로운 .class 파일을 생성한다.

3. 인스턴스 생성

익명 내부 클래스의 인스턴스는 외부 클래스의 인스턴스와 함께 생성된다. 익명 내부 클래스는 외부 클래스의 인스턴스에 대한 참조를 암묵적으로 가지고 있으며, 생성된 인스턴스는 외부 클래스의 인스턴스와 관련이 있다.

메모리에서의 작동

1. 클래스 파일 생성 (클래스 레벨)

익명 내부 클래스는 컴파일 후 새로운 .class 파일로 생성된다. 이 클래스 파일은 익명 내부 클래스의 코드와 바이트코드를 포함한다. 이 클래스 파일은 JVM의 메모리 영역(클래스 영역)에 로드된다.

2. 클래스 영역에 로드 (클래스 레벨)

JVM은 클래스 로더를 사용하여 익명 내부 클래스를 메모리에 로드한다. 익명 내부 클래스는 Class 객체로 메모리에 저장되며, 이 Class 객체는 JVM의 메소드 영역에 위치한다.

3. 인스턴스 생성 및 저장 (인스턴스 레벨)

익명 내부 클래스의 인스턴스는 힙 메모리에 저장된다. 이 인스턴스는 외부 클래스의 인스턴스와 함께 생성되며, 익명 내부 클래스의 모든 인스턴스 변수와 메소드는 객체의 상태를 유지한다.

4. 클로저(Closure) 및 캡처 (인스턴스 레벨)

• 관련 글 -> [용어][Java] 클로저(Closure)
• 관련 글 -> [Java] "변수와 메소드를 캡처한다" 의미

익명 내부 클래스는 외부 클래스의 인스턴스 변수와 메소드를 캡처할 수 있다. 이러한 캡처된 변수들은 익명 내부 클래스의 인스턴스가 생성될 때 함께 저장된다. 이로 인해 메모리에서 추가적인 참조가 발생할 수 있다.

5. 메소드 호출 (인스턴스 레벨)

익명 내부 클래스의 메소드는 일반적인 클래스와 같이 호출될 수 있으며, 메소드 영역에 저장된 바이트코드가 실행된다. 이러한 메소드는 익명 내부 클래스의 인스턴스에 바인딩되어 실행된다.

 

예시 코드와 메모리 과정

public class OuterClass {
    private String outerField = "Outer";

    public void createAnonymousClass() {
        // 익명 내부 클래스
        Runnable r = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(outerField);
            }
        };
        new Thread(r).start();
    }
}

 

1. 클래스 로딩

컴파일러는 OuterClass$1이라는 이름의 익명 내부 클래스를 생성한다. 이 클래스는 Runnable 인터페이스를 구현한다.

2. 클래스 정의 및 로드

OuterClass$1.class 파일이 생성되고, JVM에 의해 메소드 영역에 로드된다.

3. 인스턴스 생성

createAnonymousClass 메소드가 호출될 때 익명 내부 클래스의 인스턴스가 힙 메모리에 생성된다. 이 인스턴스는 Runnable 인터페이스의 run 메소드를 구현한다.

4. 캡처 및 참조

익명 내부 클래스는 OuterClass의 outerField를 캡처하여 사용한다. 이 변수에 대한 참조는 익명 내부 클래스의 인스턴스와 함께 저장된다.

5. 메소드 호출

new Thread(r).start()를 통해 익명 내부 클래스의 run 메소드가 호출된다. 이 메소드는 JVM의 메소드 영역에서 실행된다.

 

결론

익명 내부 클래스는 메모리에서 다음과 같은 과정을 거친다: 컴파일러가 클래스를 생성하고, 클래스 로더가 이를 메소드 영역에 로드하며, 힙 메모리에 인스턴스가 생성되고, 외부 클래스의 참조를 캡처하여 관리된다. 이러한 과정을 통해 익명 내부 클래스는 코드의 간결성과 유연성을 제공하며, 일회성 또는 간단한 콜백 구현에 적합다.

 

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ChatGPT 글의 출처

익명 내부 클래스의 동작과 메모리 관리에 관한 내용은 자바의 공식 문서와 관련된 자료들에서 확인할 수 있습니다. 다음은 해당 내용을 설명하는 데 도움이 되는 주요 출처입니다:

1. Oracle Java Documentation:
   • Java Language Specification (JLS) : 자바 언어 사양에서는 익명 내부 클래스에 대한 정의와 동작을 상세히 설명합니다. 익명 내부 클래스의 생성과 클래스 로딩, 메모리에서의 관리 등에 대해 자세히 다룹니다.
2. Effective Java (by Joshua Bloch):
   • 이 책은 자바 프로그래밍에서 권장되는 다양한 기법을 다루며, 익명 내부 클래스와 관련된 내용도 포함되어 있습니다. 익명 내부 클래스의 사용 사례와 성능 고려사항 등을 설명합니다.
3. Oracle Java Tutorials:
   • Anonymous Classes : 익명 내부 클래스의 사용법과 동작에 대한 공식 자바 튜토리얼을 제공합니다.
4. Java Concurrency in Practice (by Brian Goetz):
   • 이 책은 자바에서의 동시성 문제와 관련된 다양한 주제를 다루며, 익명 내부 클래스가 멀티스레딩에서 어떻게 사용될 수 있는지를 설명합니다.

이 자료들은 익명 내부 클래스의 메모리에서의 동작과 관련된 세부 사항을 이해하는 데 유용한 정보를 제공합니다. 특히 JLS와 Oracle Java Tutorials는 자바 언어의 공식 문서로서 가장 신뢰할 수 있는 출처입니다.