[JAVA] 패키지(package), 클래스패스(class path), 접근지시자(Access Modifier)

패키지(package)

패키지는 클래스와 인터페이스들을 하나로 묶는 단위를 말합니다.

서로 관련이 있는 클래스나 인터페이스를 함께 묶어서 파일을 효율적으로 관리하는 것입니다.

더불어, 공동작업을 할 때 서로 작업한 클래스 사이에서 발생할 수 있는 이름 충돌 문제도

패키지를 이용하면 해결할 수 있습니다.

 

자바에서 패키지는 물리적으로 하나의 디렉터리를 의미합니다.

따라서 하나의 패키지에 속한 클래스나 인터페이스 파일은 모두 해당 패키지 이름의 디렉터리에 포함됩니다.

이런 패키지는 다른 패키지를 포함할 수 있으며, 이때 디렉터리는 점(.)으로 구분되는 계층 구조를 가집니다.

 

자바에서 기본 클래스들은 java.lang에 있고, 읽기 및 쓰기전용 클래스(입력, 출력)는 java.io에 있습니다.

다음은 가장 많이 사용되는 패키지 중 하나인 String 클래스의 패키지 이름입니다.

 

java.lang.String

 

String 클래스가 java.lang 패키지에 들어있습니다.

 

패키지를 선언할 때에는 반드시 코드 최상단에 위치해야 합니다.

패키지를 선언하는 방법은 다음과 같습니다.

 

package 패키지이름;

 

위와 같은 명령문을 클래스나 인터페이스의 소스 파일에 추가하면 됩니다.

패키지 이름에는 패키지의 경로까지 포함한 풀 네임을 명시해야 합니다.

 

이름 없는 패키지(unnamed package)

만약 소스 파일에 어떠한 패키지의 선언도 포함되어 있지 않다면,

컴파일러는 기본적으로 해당 파일을 이름 없는 패키지에 포함시킵니다.

자바에서 모든 클래스는 반드시 하나 이상의 패키지에 포함되어야 하기 때문입니다.

 

패키지를 명시하지 않는 클래스나 인터페이스는 이름 없는 패키지에 모두 포함되게 됩니다.

즉, 하나의 패키지에 삽입되는 것입니다.

 

import문

소스 파일에 패키지를 선언하면 패키지에 포함된 모든 클래스와 인터페이스를 사용할 수 있습니다.

그러나 클래스를 사용하기 위해선 클래스 이름 앞에 패키지의 경로까지 포함한 풀 네임을 명시해야 합니다.

매번 이렇게 사용하는 것은 불편하므로 import 키워드를 사용합니다.

 

import문은 자바 컴파일러에게 코드에서 사용할 클래스의 패키지 정보를 미리 제공합니다.

덕분에 import문을 사용하면 다른 패키지에 속한 클래스를 클래스 이름만 명시해서 사용할 수 있습니다.

 

import문은 2가지 방법으로 선언할 수 있습니다.

1. import Graphics.Rectangle
2. import Graphics.*;

첫 번째 방법은 Graphics라는 패키지 내에서 Rectangle라는 이름의 클래스를 사용하겠다 선언한 것입니다.

두 번째 방법은 Graphics라는 패키지 내에 존재하는 모든 클래스 혹은 인터페이스를 사용하겠다 선언한 것입니다.

상황에 따라서 사용하면 됩니다.

 

import java.lang.Math;    // java.lang 패키지의 Match 클래스를 사용

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
    
        // Math 클래스의 abs() 메소드 사용
        // abs() 메소드는 매개변수에 대입된 값의 절대값을 반환하는 메소드
        int i = Math.abs(-1);
        
        System.out.println("-1의 절대값 : " + i);
    }
}

// 실행결과
-1의 절대값 : 1

 

Math 클래스의 모든 메소드는 클래스 메소드(static method)로, 객체를 생성하지 않고도 바로 사용할 수 있습니다.

클래스 메소드를 사용할 때는 점(.) 연산자를 통해서 '클래스 이름.메소드()'로 사용해주면 됩니다.

 

java.lang 패키지의 경우는 자바 컴파일러가 알아서 import해주므로 따로 선언할 필요가 없습니다.

 

import static문

import static는 정적 메소드를 더욱 쉽게 사용할 수 있게 해 줍니다.

 

import static java.lang.Math.abs;

int i = abs(-1);

 

위의 코드는 정적 메소드를 import static을 통해서 바로 abs() 메소드를 사용하고 있습니다.

주의해야 할 점은, 현재 클래스 내에 동일한 이름의 사용자 정의 메소드가 있으면

사용자 정의 메소드가 호출된다는 점입니다.

 

import static java.lang.Math.abs;

public class Example {
    public static int abs(int i) {    // 사용자 정의 abs() 메소드
        System.out.println("User Definition Method");
        return i > 0 ? i : -i;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int i = abs(-1);              // abs() 메소드 호출
        System.out.println("-1의 절대값 : " + i);      
     }
 }
 
 // 실행결과
 User Definition Method
 -1의 절대값 : 1;

 

클래스 패스(class path)

클래스 패스란 클래스를 찾기 위한 경로입니다.

JVM이 프로그램을 실행할 때, 클래스 파일을 찾는 데 기준이 되는 파일 경로를 말합니다.

 

자바 파일을 컴파일할 때는 아래와 같이 클래스 패스 경로를 지정해줍니다.

 

$java -classpath ".:bin" Hello

 

옵션으로 클래스 패스를 지정하지 않으면 현재 디렉토리에서만 클래스를 탐색합니다.

만약 클래스들이 현재 디렉토리와 다른 경로에 있다면 위의 bin과 같이 명시해줘야 합니다.

클래스 패스가 간단하다면 위와 같이 설정해주는 것은 문제가 되지 않습니다.

그러나 복잡한 구조를 이룬다면 매번 컴파일할 때마다 클래스 패스를 명시하는 일은 어려울 것입니다.

 

자바에서는 이러한 이유로 클래스 패스를 운영체제 상의 환경변수로 설정해 두는 작업을 하게 됩니다.

 

최근에는 운영체제 상의 환경변수로 클래스 패스를 지정하는 것은 지양하고 IDE나 빌드도구를 통해서

클래스패스를 설정한다고 합니다.

CLASSPATH 환경변수

환경변수란 프로세스가 컴퓨터에서 동작하는 방식에 영향을 미치는 동적인 값입니다.

OS상에서 동작하는 응용프로그램들이 참조하기 위한 설정이 기록됩니다.

따라서 환경변수를 설정해야 한다면 신중해야 합니다. 프로그램이 정삭적으로 동작하지 않을 수 있기 때문입니다.

 

환경변수에는 2가지가 있습니다.

 

• 사용자 변수 : OS내의 사용자 별로 다르게 설정가능한 환경변수
• 시스템 변수 : 시스템 전체에 모두 적용되는 환경변수

CLASSPATH 옵션

JDK 도구들에는 -classpath라는 옵션을 줄 수 있습니다.

java, jdb, javac, javah라는 도구들이 이 옵션을 사용할 수 있는 도구들입니다.

이 옵션을 사용하려면 도구들이 실행되는 동안 입력한 경로가 CLASSPATH 환경변수를 대체하게 됩니다.

접근지시자

클래스와 클래스 멤버에게 부가적인 의미를 부여하는 키워드를 제어자라고 합니다.

자바에서는 접근 제어자와 기타 제어자로 구분합니다.

 

클래스에 대해 다룬 글에서 객체 지향 언어에서의 정보 은닉의 중요성에 대해 언급한 적이 있습니다.

사용자가 굳이 알 필요 없는 정보를 숨김으로써 사용자는 언제나 최소한의 정보만으로

프로그램을 손쉽게 사용할 수 있게 하는 것입니다.

 

자바에서는 이러한 정보 은닉을 위해서 접근 제어자를 제공합니다.

자바에서 제공하는 접근 제어자는 총 4가지로 다음과 같습니다.

 

• private : 선언된 클래스 멤버는 외부에 공개되지 않으며, 외부에서는 직접 접근이 불가합니다.
• public : 클래스 외부로 공개되고, 해당 객체를 사용하는 프로그램 어디에서나 직접 접근이 가능합니다.
• default : 접근 제어자가 지정되지 않으면 자동으로 할당되는 제어자로, 같은 클래스의 멤버와 같은 패키지에 속하는 멤버에서만 접근할 수 있습니다.
• protected : 부모 클래스에 대해서는 public 멤버처럼 취급되며, 외부에서는 private 멤버처럼 취급됩니다.

이러한 접근 제어자의 접근 범위를 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

접근 제어자	같은 클래스의 멤버	같은 패키지의 멤버	자식 클래스의 멤버	그 외의 영역
public	O	O	O	O
protected	O	O	O	X
default	O	O	X	X
private	O	X	X	X