Java 클래스와 객체 — 설계도와 실체의 세계
Java 객체지향의 핵심인 클래스와 객체 개념을 코드와 메모리 구조로 완전히 이해한다. 클래스 선언, new 키워드, 참조 변수, 힙·스택 메모리까지 한 번에 정복
지난 글에서 여러 줄 문자열을 깔끔하게 다루는 Text Block을 살펴봤다. 이번 글부터는 Java의 본령인 객체지향 프로그래밍(OOP) 을 본격적으로 파고든다. 첫 시작은 모든 Java 코드의 뼈대를 이루는 클래스(Class) 와 객체(Object) 다. 이 두 개념을 제대로 이해하면 상속, 다형성, 인터페이스 같은 나머지 OOP 원칙들이 자연스럽게 따라온다.
클래스란 무엇인가 — 설계도
현실 세계에 빗대어 생각해보자. 자동차를 만들기 전에 설계도가 있어야 한다. 설계도에는 “엔진 배기량이 얼마”, “문이 몇 개”, “최고 속도가 얼마”처럼 자동차가 가질 속성과 “시동 걸기”, “가속하기”, “제동하기” 같은 기능이 정의된다. 설계도 자체는 실물 자동차가 아니다. 설계도를 바탕으로 공장에서 찍어낸 각각의 자동차가 비로소 실물이다.
Java에서 클래스는 이 설계도다. 클래스는 객체가 어떤 데이터를 갖고, 어떤 동작을 할 수 있는지를 기술한다. 클래스 선언은 메모리를 차지하지 않는다. 설계도가 서류 위의 그림일 뿐이듯이.
// 클래스 선언 — 설계도를 그린다
public class Dog {
// 필드: 객체의 상태(데이터)
String name;
int age;
// 생성자: 객체를 초기화하는 특수 메서드
Dog(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
// 메서드: 객체의 행동(기능)
void bark() {
System.out.println(name + ": 왈왈!");
}
}클래스 선언 자체만으로는 아무것도 실행되지 않는다. 메모리에 올라가는 것은 클래스의 메타정보(클래스 로더가 메서드 영역에 올림) 뿐이고, 실제 데이터를 담을 공간은 아직 없다.
객체란 무엇인가 — 설계도로 만든 실체
설계도(클래스)를 바탕으로 실제 메모리 공간을 할당받아 만들어진 실체를 객체(Object) 또는 인스턴스(Instance) 라고 한다.
Dog d1 = new Dog("Rex", 3); // Dog 클래스의 객체 생성
Dog d2 = new Dog("Max", 5); // 또 다른 객체 생성d1과 d2는 같은 Dog 클래스로 만들어졌지만 서로 다른 메모리 공간을 차지하는 독립된 객체다. d1.name을 바꿔도 d2.name은 변하지 않는다. 한 공장의 설계도로 찍어낸 두 자동차가 별개의 실물이듯이.
클래스 선언 문법 완전 분석
[접근 제어자] class [클래스명] [extends 부모클래스] [implements 인터페이스...] {
// 멤버: 필드, 생성자, 메서드
}- 접근 제어자:
public이면 어디서든 접근 가능. 생략하면 같은 패키지 내에서만 접근 가능 (package-private). - 클래스명: 관례상 UpperCamelCase.
Dog,UserAccount,HttpClient처럼. - extends: 단 하나의 부모 클래스만 상속 가능 (단일 상속).
- implements: 여러 인터페이스를 쉼표로 구분해 구현 가능.
최상위 클래스와 중첩 클래스
.java 파일 하나에는 public 클래스가 하나만 올 수 있고, 파일 이름은 그 클래스 이름과 일치해야 한다. 단, public이 아닌 클래스는 같은 파일 안에 여러 개 선언할 수 있다.
// Dog.java
public class Dog { // 최상위 public 클래스 → 파일명과 동일
// ...
}
class DogUtil { // public 아닌 보조 클래스 → 같은 파일 가능
// ...
}new 키워드와 객체 생성 과정
new 키워드가 실행되면 JVM은 다음 단계를 수행한다.
- 힙(Heap) 메모리 할당: 필드를 저장할 공간을 힙에 확보한다.
- 기본값 초기화: 정수형
0, 참조형null, 불리언false등으로 초기화. - 생성자 실행: 우리가 작성한 생성자 코드로 필드를 원하는 값으로 설정.
- 참조 반환: 힙에 생성된 객체의 메모리 주소(참조값)를 반환.
반환된 참조값은 스택(Stack)의 지역변수(참조 변수)에 저장된다.
Dog d1 = new Dog("Rex", 3);
// ↑ ↑
// 스택의 힙에 생성된 Dog 객체
// 참조 변수 (이름 "Rex", 나이 3 저장)
참조 변수 — 주소를 담는 그릇
Dog d1은 Dog 타입의 참조 변수다. 참조 변수는 객체 자체가 아니라 객체가 위치한 힙 주소를 담는다. C 언어의 포인터와 개념은 같지만, Java는 포인터 산술 연산이 없고 GC가 주소를 관리하므로 훨씬 안전하다.
Dog d1 = new Dog("Rex", 3);
Dog d3 = d1; // d3는 d1과 같은 객체를 가리킨다
d3.name = "Buddy"; // d3를 통해 객체의 name을 변경
System.out.println(d1.name); // "Buddy" — d1도 같은 객체이므로d1과 d3는 서로 다른 참조 변수지만 같은 힙 객체를 가리킨다. 한쪽에서 변경하면 다른 쪽에서도 변경된 값이 보인다. 이 특성을 알리아싱(Aliasing) 이라고 부른다.
null — 아무것도 가리키지 않는 참조
참조 변수에 아무 객체도 가리키지 않음을 명시적으로 표현할 때 null을 사용한다.
Dog d4 = null; // 아무 객체도 가리키지 않음
d4.bark(); // NullPointerException 발생!
if (d4 != null) { // null 체크 필수
d4.bark();
}null 참조로 메서드를 호출하면 런타임에 NullPointerException이 발생한다. Java 14+에서는 어떤 변수가 null인지 메시지에 명시해줘서 디버깅이 쉬워졌다.
멤버 접근 — 점(.) 연산자
객체의 필드와 메서드는 점(.) 연산자로 접근한다.
Dog d1 = new Dog("Rex", 3);
// 필드 읽기
System.out.println(d1.name); // Rex
System.out.println(d1.age); // 3
// 필드 쓰기
d1.age = 4;
// 메서드 호출
d1.bark(); // Rex: 왈왈!접근 제어자(private, protected, public)가 어떻게 설정됐느냐에 따라 외부에서 직접 접근할 수 있는지 결정된다. 좋은 설계에서는 필드를 private으로 감추고 메서드를 통해서만 접근하도록 한다(캡슐화). 이는 이후 글에서 자세히 다룬다.
클래스의 구성 요소 요약
클래스 안에 선언할 수 있는 멤버(Member) 는 세 가지다.
| 멤버 | 역할 | 반환값 |
|---|---|---|
| 필드(Field) | 객체의 상태(데이터) 저장 | — |
| 생성자(Constructor) | 객체 초기화, new 시 자동 호출 | 없음(void도 아님) |
| 메서드(Method) | 객체의 행동(기능) 정의 | 있거나 없음 |
생성자는 클래스 이름과 동일하고, 반환 타입을 선언하지 않는다는 점이 메서드와 다르다. 생성자를 하나도 정의하지 않으면 컴파일러가 매개변수 없는 기본 생성자(default constructor) 를 자동으로 추가한다.
public class Point {
int x;
int y;
// 생성자 없음 → 컴파일러가 아래를 자동 추가
// Point() { }
}
Point p = new Point(); // 기본 생성자로 생성 가능
p.x = 10;
p.y = 20;단, 직접 생성자를 하나라도 정의하면 기본 생성자는 자동 추가되지 않는다.
실전 예제 — 은행 계좌 클래스
추상적인 Dog를 넘어, 실무에서 자주 보는 형태의 클래스를 살펴보자.
public class BankAccount {
String owner;
double balance;
BankAccount(String owner, double initialBalance) {
this.owner = owner;
this.balance = initialBalance;
}
void deposit(double amount) {
if (amount > 0) balance += amount;
}
boolean withdraw(double amount) {
if (amount > 0 && balance >= amount) {
balance -= amount;
return true;
}
return false;
}
void printStatus() {
System.out.printf("[%s] 잔액: %.2f원%n", owner, balance);
}
}BankAccount acc1 = new BankAccount("Alice", 100_000);
BankAccount acc2 = new BankAccount("Bob", 50_000);
acc1.deposit(20_000);
acc1.withdraw(10_000);
acc1.printStatus(); // [Alice] 잔액: 110000.00원
acc2.printStatus(); // [Bob] 잔액: 50000.00원 (acc1과 완전히 독립)acc1의 balance를 바꿔도 acc2는 영향받지 않는다. 이것이 클래스와 객체의 가장 중요한 특성이다.
클래스 vs 객체 핵심 비교
| 클래스 | 객체 | |
|---|---|---|
| 정의 | 설계도 | 설계도로 만든 실체 |
| 메모리 | 메서드 영역(클래스 정보) | 힙(필드 데이터) |
| 개수 | .java 파일당 주로 1개 | 클래스 1개로 무한 생성 가능 |
| 생성 | 컴파일 타임 | new 키워드 (런타임) |
| 접근 | 클래스명 | 참조 변수.멤버 |
정리
클래스는 설계도, 객체는 그 설계도로 만든 실체다. new 키워드가 힙 메모리에 실체를 생성하고, 참조 변수는 그 주소를 스택에 저장한다. 참조 변수끼리 같은 객체를 가리킬 수 있고(알리아싱), null은 아무것도 가리키지 않음을 뜻한다.
다음 글에서는 클래스 구성 요소 중 필드와 메서드를 깊게 파고든다. 기본값, 타입별 특성, 매개변수 전달 방식까지 꼼꼼하게 다룬다.
지난 글: Java Text Block 완전 정복 — 여러 줄 문자열 처리
다음 글: Java 필드와 메서드 — 객체의 상태와 행동 정의
읽어주셔서 감사합니다. 😊