인스턴스

인스턴스(Instance)는 클래스에서 생성된 실체로, 프로그램에서 실제로 메모리에 할당되어 동작하는 객체입니다.

클래스가 '설계도'라면, 인스턴스는 그 설계도를 바탕으로 만들어진 '실제 제품'이라고 볼 수 있습니다.

인스턴스 생성

자바에서 인스턴스 생성이란 클래스를 기반으로 메모리에 객체를 만드는 과정입니다.

클래스는 객체를 만들기 위한 설계도이고, 인스턴스는 이 설계도를 바탕으로 실제로 메모리에 할당된 객체를 의미합니다.

인스턴스 생성은 보통 'new' 키워드를 사용하여 이루어집니다:

Class 변수명 = new Class();
Java
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// Person 클래스의 인스턴스 생성
Person person1 = new Person();

// String 클래스의 인스턴스 생성
String name = new String("홍길동");
Java
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인스턴스를 생성하면:

•

메모리에 객체를 위한 공간이 할당됩니다.

•

생성자가 호출되어 객체를 초기화합니다.

•

생성된 객체의 참조값(메모리 주소)이 변수에 저장됩니다.

메모리 사용 영역

Java에서 인스턴스를 생성할 때, 메모리는 크게 두 영역에 나누어 사용됩니다:

스택(Stack) 영역: 지역 변수와 객체 참조 변수가 저장되는 영역

힙(Heap) 영역: 실제 객체(인스턴스)가 저장되는 영역

즉, Person person1 = new Person(); 이라는 코드가 실행되면:

스택(Stack) 영역에는 person1 변수가 생성됩니다.

힙(Heap) 영역에는 Person 클래스의 실제 객체가 생성됩니다.

person1 변수는 힙 영역에 생성된 객체의 메모리 주소(참조값)를 저장합니다.

이러한 메모리 관리 구조는 Java의 가비지 컬렉션(Garbage Collection)과 밀접한 관련이 있습니다. 더 이상 스택 영역의 변수에서 참조하지 않는 힙 영역의 객체는 가비지 컬렉터에 의해 자동으로 메모리에서 해제됩니다.

// 예시
public void example() {
    Person person1 = new Person(); // person1은 스택에, 실제 Person 객체는 힙에 생성
    
    // 메서드 종료 시 스택의 person1 변수는 소멸되고,
    // 힙의 Person 객체는 더 이상 참조되지 않아 가비지 컬렉션 대상이 됨
}
Java
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위 이미지와 같이, 참조 변수는 스택 영역에서 힙 영역에 있는 실제 객체를 가리키는 구조로 동작합니다.

메모리 사용 영역

Java에서 인스턴스와 관련된 메모리 사용 영역은 다음과 같이 요약할 수 있습니다.

스택(Stack) 영역

•

지역 변수와 메서드 호출 정보가 저장됩니다.

•

객체에 대한 참조 변수(주소값)가 저장됩니다.

•

메서드가 종료되면 해당 메서드의 스택 프레임이 자동으로 제거됩니다.

•

LIFO(Last In First Out) 구조로 동작합니다.

힙(Heap) 영역

•

실제 객체(인스턴스)가 저장되는 공간입니다.

•

new 연산자를 통해 생성된 객체가 이곳에 할당됩니다.

•

참조가 없는 객체는 가비지 컬렉터에 의해 자동으로 메모리가 해제됩니다.

•

동적 메모리 할당이 이루어지는 영역입니다.

인스턴스 생성 과정

메모리 할당: new 연산자가 힙 영역에 객체를 위한 메모리 공간을 할당합니다.

객체 초기화: 할당된 메모리 공간에 객체의 멤버 변수들이 기본값으로 초기화됩니다.

생성자 호출: 클래스의 생성자가 호출되어 객체의 초기 상태를 설정합니다.

참조값 반환: new 연산자는 생성된 객체의 메모리 주소(참조값)를 반환합니다.

참조 변수 할당: 반환된 참조값이 스택 영역의 참조 변수에 저장됩니다.

참고: 객체 생성 시 비용이 많이 들기 때문에, 불필요한 객체 생성은 피하는 것이 좋습니다. 특히 반복문 내에서의 객체 생성은 성능 저하의 원인이 될 수 있습니다.

// 메모리 사용 예시
public class MemoryExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 스택 영역에 studentA 변수 생성
        // 힙 영역에 Student 객체 생성 후 그 참조값을 studentA에 저장
        Student studentA = new Student("홍길동", 20);
        
        // 스택 영역에 studentB 변수 생성 후 studentA와 같은 객체 참조
        Student studentB = studentA;
        
        // studentB를 통해 객체의 상태 변경
        studentB.setAge(21);
        
        // studentA로 접근해도 같은 객체이므로 변경된 값이 출력됨
        System.out.println(studentA.getAge()); // 출력: 21
    }
}
Java
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