[OOP] 동적 바인딩

출처

ChatGPT

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동적 바인딩(Dynamic Binding)은 객체 지향 프로그래밍에서 메소드 호출 시점에 실제 메소드의 구현을 결정하는 기술이다. 동적 바인딩은 런타임 다형성을 지원하며, 실행 중 참조 변수가 가리키는 객체의 실제 타입에 따라 호출할 메소드가 결정된다. 이를 통해 동일한 메소드 호출이 객체의 타입에 따라 다르게 동작할 수 있다.

• 관련 글 -> [OOP] 런타임 다형성

 

동적 바인딩의 동작 방식

1. 컴파일 타임과 런타임의 차이

컴파일 타임 바인딩

메소드 호출이 컴파일 시점에 결정된다. 이는 주로 메소드 오버로딩에서 발생한다. 메소드 오버로딩은 매개변수의 타입이나 개수에 따라 호출되는 메소듣가 결정되는 것으로, 런타임 다형성과는 관련이 없다.

런타임 바인딩

메소드 호출이 실행 시점에 결정된다. 이는 주로 메소드 오버라이딩에서 발생하며, 객체의 실제 타입에 따라 호출될 메소드가 결정된다.

2. 메소드 오버라이딩

• 상위 클래스에서 정의된 메소드를 하위 클래스에서 재정의(오버라이딩)함으로써 동적 바인딩이 이루어진다.
• 상위 클래스의 참조 변수가 하위 클래스의 객체를 참조할 때, 메소드 호출 시 실제 객체의 타입에 따라 오버라이드된 메소드가 실행된다.

3. 메모리 구조

메소드 테이블 Method Table

JVM은 각 클래스에 대해 메소드 테이블을 유지한다. 이 테이블은 메소드 이름과 그 메소드의 실제 구현 주소를 매핑한다.

디스패치 테이블 Dispatch Table

객체의 실제 타입에 따라 메소드 테이블에서 해당 메소드의 구현을 찾는 과정이다. 런타임에 객체의 실제 타입에 따라 적절한 메소드가 선택된다.

 

동적 배인딩의 예제 코드

class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("Some generic animal sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        System.out.println("Bark");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        System.out.println("Meow");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myAnimal = new Dog();  // Animal 타입의 참조 변수가 Dog 객체를 참조
        myAnimal.makeSound();  // 런타임 시에 Dog 클래스의 makeSound() 호출됨

        myAnimal = new Cat();  // Animal 타입의 참조 변수가 Cat 객체를 참조
        myAnimal.makeSound();  // 런타임 시에 Cat 클래스의 makeSound() 호출됨
    }
}

 

장점

1. 유연성

상위 클래스 타입의 참조 변수로 하위 클래스 객체를 다룰 수 있으며, 코드의 유연성과 확장성이 향상된다.

2. 코드 재상용성

동일한 상위 클래스 타입의 참조 변수를 사용해 다양한 하위 클래스 객체를 처리할 수 있으므로 코드의 재사용성이 높아진다.

3. 모듈화

구현 세부 사항을 숨기고, 상위 클래스의 인터페이스를 통해 아휘 클래스의 구체적인 구현에 의존하지 않는 코드 작성이 가능하다.

 

단점

1. 성능 문제

동적 바인딩은 런타임에 메소드를 결정하기 때문에, 정적 바인딩에 비해 성능이 떨어질 수 있다.

2. 디버깅의 어려움

실행 시점에 메소드가 결정되므로, 디버깅 시 어떤 메소드가 호출될지 예측하기 어렵다.

 

동적 바인딩과 관련된 용어

다형성 Polymorphism

런타임 다형성 또는 동적 바인딩을 통해 같으 메소드 호출이 다양한 형태로 실행될 수 있는 개념이다.

메소드 테이블 Method Table

JVM에서 각 클래스의 메소드와 구현 주소를 매핑한 테이블이다.

가상 메소드 테이블 Virtual Method Table

객체의 실제 타입에 따라 호출할 메소드를 결정하는 데 사용되는 테이블이다.

 

결론

동적 바인딩은 런타임 시점에 메소드 호출을 결정하는 메커니즘으로, 객체 지향 프로그래밍에서 런타임 다형성을 지원하는 중요한 기능이다. 이를 통해 동일한 메소드 호출이 객체의 타입에 따라 다르게 동작할 수 있으며, 코드의 유연성과 재사용성을 높일 수 있다. 하지만 성능 저하와 디버깅의 어려움이 있을 수 있으므로, 이를 고려한 설계가 필요하다.