개발자 기술면접(Java) : Java(1)

 

 

요즘 Java 부터 DB, 자료구조 등등 이론 공부를 하다가

실제로 어떤 하나의 개념을 누군가 물어봤을때 설명해주기에는 너무 모호하게 알고 있다는걸 깨달았다.

집을 지어야 하는데 기본 지식이 없이 무작정 재료만 주워 모아 집 짓듯이 코딩하는 느낌,,

특히 이렇게는 항상 사용하는 것들도 막상 면접자리에서는 대답도 못하겠구나 하는 생각에

이렇게 자바부터 정리를 해보려 한다!

 

정리에 있어 첫 번째는 가장 기본이 되는 Java 관련된 기본적인것들을 선택해 보았다.

 

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💡 Java의 특징을 설명해주세요.

• 객체지향 프로그래밍 언어
• 기본 자료형을 제외한 모든 요소들이 객체로 표현됨
• 객체 지향의 특징인 "캡슐화, 다형성, 상속"이 잘 적용된 언어
• JVM(Java Virtual Machine:자바가상머신) 위에서 동작하므로 운영체제에 독립적임 → JVM만 설치하면 컴퓨터 운영체제와는 관계 없이 작동함 → 단, JVM 위에서 동작하므로 실행 속도가 상대적으로 느림
• GC(Garbage Collector)를 이용한 자동적 메모리 관리가 가능
• 다중 상속, 타입에 엄격하고 제약도 많음

 

 

💡 OOP(객체지향 프로그래밍)에 대해 설명해주세요.

• 컴퓨터 프로그래밍 방식 중 하나
• 프로그래밍에 필요한 데이터의 추상화를 통해 객체를 만들고, 각 객체들간의 유기적 상호작용을 통해 로직을 구성하는 프로그래밍 기법
• Pros
  • 코드 재사용성 (상속을 통해 프로그래밍 하게 되면 코드 재사용률을 높일 수 있음)
  • 유지보수가 용이 (객체 지향 프로그래밍에서는 수정할 변수/메서드 등 일부만 수정하면 됨)
  • 개발속도 향상
  • 직관적인 코드 분석 가능
• Cons
  • 실행 속도가 느림
  • 프로그램 용량이 큼
  • 설계에 많은 시간이 소요됨 (클래스별, 객체별로 설계가 필요하고 상속 등의 구조에 대한 설계도 필요하므로)

 

 

💡 OOP의 4가지 원칙, 특징에 대해 설명해주세요.

👉 캡슐화

변수와 메서드를 하나의 덩어리로 묶어, 데이터를 외부에서 직접 접근하는 것이 아닌 함수를 통해서만! 접근하는것을 의미

→ 실제 구현 부분을 외부에 드러내지 않는 접근제어자/인터페이스

→ 정보 은닉

👉 상속

이미 정의된 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려받는 것

👉 추상화

인터페이스로 클래스들의 공통적인 특성들을 묶어서 표현하는 것

👉 다형성

하나의 참조 변수로 여러 타입의 객체를 참조할 수 있는 것

 

 

 

💡 Java의 컴파일 과정을 설명해주세요.

1. 자바 소스 코드 작성
2. 해당 소스 파일을 자바 컴파일러가 컴파일함
3. 컴파일된 바이트 코드를 JVM의 클래스 로더에게 전달
4. 클래스로더가 동적 로딩을 통해 필요한 클래스들을 로딩 및 링크해서
   → 런타임 데이터 영역인 JVM 메모리에 올림
5. 실행 엔진이 JVM 메모리에 올라온 바이트 코드들을 명령어 단위로 하나씩 가져와서 실행

 

 

 

💡 Java의 메모리 영역에 대해 설명해주세요.

자바의 메모리 영역은 크게 "Method, Stack, Heap" 영역으로 구분되며, 데이터 타입에 따라 할당된다.

 

👉 메소드(Method) 영역

• 메모리 영역 할당 시점 : JVM이 동작해서 클래스가 로딩될 때 할당
• 전역변수, static 변수를 저장하며 이 영역은 프로그램의 시작~종료까지 메모리에 남아있게 됨

👉 스택(Stack) 영역

• 메모리 영역 할당 시점 : 컴파일 타임에 할당
• 지역변수, 매개변수 데이터 값이 저장되는 공간
  → primitive 타입의 데이터(int, long, boolean, double, byte 등)
• 메소드가 호출될 때 스택 메모리에 할당되고, 종료되면 메모리에서 사라짐
• LIFO(Last In First Out) 구조
  → 후입선출! (scope 의 범위를 벗어나면 스택 메모리에서 사라짐)

👉 힙(Heap) 영역

• 메모리 영역 할당 시점 : 런타임시 할당
• JVM이 관리하는 프로그램 상에서, 데이터를 저장하기 위해 런타임 시 동적으로 할당해 사용하는 영역
• 참조형(Reference Type) 데이터 타입을 갖는 객체(인스턴스), 배열 등이 저장됨
  → (new 키워드로 생성되는 객체(인스턴스), 배열 등)
• Heap 영역은 Stack 영역과는 다르게 보관되는 메모리가 호출이 끝난 뒤에도 삭제되지 않고 유지됨!
  → 그러다 어떠한 참조 변수도 Heap 영역의 인스턴스를 참조하지 않게 되면 GC에 의해 메모리에서 청소됨
• Stack은 스레드 갯수마다 각각 생성되지만, Heap은 몇개의 스레드가 존재하더라도 단 하나의 Heap 영역만 존재함
• 단, Heap 영역의 오브젝트들을 가리키는 레퍼런스 변수는 Stack에 적재됨

 

💬 Stack/Heap 관련 참고 블로그

https://inpa.tistory.com/entry/JAVA-☕-그림으로-보는-자바-코드의-메모리-영역스택-힙https://yaboong.github.io/java/2018/05/26/java-memory-management/

☕ 그림으로 보는 자바 코드의 메모리 영역(스택 & 힙)

자바 메모리 관리 - 스택 & 힙

 

 

 

 

💡 JVM의 역할에 대해 설명해주세요.

• JVM은 스택(Stack) 기반으로 동작하며, 자바 바이트 코드를 OS에 맞게 해석하는 역할을 함
• 또한 GC를 통해 자동적인 메모리 관리를 해줌

 

 

💡 가비지 컬렉션 (GC : Garbage Collection)에 대해 설명해주세요.

• JVM의 메모리 관리 기법 중 하나
• 시스템에 동적 할당되었던 메모리 영역 중 필요 없어진 메모리 영역을 회수해서 메모리를 관리해주는 기법

 

 

 

 

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아래는 조금 더 실무 코드에서 사용되는것과 가시적으로 밀접한 키워드에 대한 질문들이라고 생각되어 구분해봤다.

 

 

 

💡 자바의 접근 제한자(Access Modifier)에 대해 설명해주세요.

4가지로, 변수 또는 메소드의 접근 범위를 설정해주기 위해 사용하는 Java 예약어.

• public → 접근 제한이 없음. 해당 프로젝트 내 어디서든 사용 가능
• protected → 해당 패키지 내에서, 그리고 타 패키지에서 상속받아 child class에서도 접근 가능
• private → 해당 클래스 내에서만 접근 가능
• (default) → 해당 패키지 내에서만 접근 가능

 

 

💡 static은 무엇인가요?

• static(정적) 키워드를 사용해 static 변수, static 메소드를 만들 수 있음
  → 이 둘을 합쳐 정적 멤버라고 한다.
• static 키워드를 사용한 변수/메소드는 클래스가 메모리에 올라갈 때 자동으로 생성되며,
  클래스 로딩이 끝나면 바로 사용 가능함
  → 즉, 인스턴스(객체) 생성 없이 바로 사용이 가능하다!
• 특징으로는, 모든 객체가 메모리를 공유한다는 것.
  또 GC의 관리 영역 밖에 있어 프로그램 종료 시까지 메모리 값이 유지된 채로 존재한다는 것.

static 요약! 👉 static 키워드를 통해 생성되는 정적 멤버들은 Heap 영역이 아닌 Static 영역에 할당됨.
이 static 영역에 할당되는 메모리는 모든 객체가 공유하기 때문에, 하나의 정적 멤버를 어디서든 참조할 수 있다는 장점이 있음. 하지만 GC 관리 영역 밖에 존재하므로 프로그램 종료시까지 메모리에 값이 유지된 채로 존재하게됨.
따라서 static을 남발하면 성능에 악영향을 줄 수 있음.

 

 

 

💡 static을 사용하는 이유는 무엇인가요?

• 인스턴스(객체) 생성 없이 바로 사용 가능하므로,
  프로그램 내에서 공통으로 사용되는 데이터들을 관리할 때 사용하면 좋음
  (자주 변하지 않는 값, 공통으로 사용되는 값 같은 공용 자원에 대한 접근에 있어서 접근시마다 메모리에 로딩하거나 값을 읽어들이는 것이 아닌 일종의 전역변수같은 개념을 통해 접근하므로 비용은 줄이고 효율은 높일 수 있음)

💬 static 관련 참고 블로그

https://dev-coco.tistory.com/23

[Java] static 변수와 static 메소드

 

 

 

 

💡 Overloading 과 Overriding 의 차이점은 무엇인가요?

 

👉 Overloading

• 동일한 이름의 메소드를 여러개 정의하는 것
• 메소드명은 같고, 매개변수의 타입 또는 갯수가 달라야함!
• (return type과 접근 제어자는 영향 x)
• using reason? → 메소드명 절약 가능, 동일 기능의 메소드를 하나의 이름으로 사용 가능

👉 Overriding

• 상위 클래스의 메소드를 하위 클래스에서 재정의 (상속에서 나오는 개념!)
• 상속받은 메소드를 그대로 사용해도 되지만, 필요에 따라 변경해야 하는 경우 오버라이딩 사용
• 재정의 하는 것이므로 메소드명, 매개변수, 리턴 타입 등 모두 같아야함!

👉 차이점 한줄 정의! → 오버로딩은 같은 클래스 내에서, 오버라이딩은 상속관계에서!

 

 

 

💡 final이란 무엇이며 언제 사용하나요?

(+ final / finally / finalize 의 차이를 설명해주세요.)

• final 은 클래스/메소드/변수/인자를 선언할 때 메모리에 1회만 할당하고 싶은 경우 사용함
  • final 변수는 한 번 초기화되면 그 이후 변경 불가능
  • final 메소드는 다른 클래스가 이 클래스를 상속할 때 이 메소드의 오버라이딩을 금지함
  • final 클래스는 다른 클래스에서 이 클래스를 상속할 수 없음
• finally 는 try-catch 와 함께 사용! try-catch 가 종료될 때 finally 블럭이 항상 수행됨
  (마무리 해줘야 하는 작업이 존재하는 경우 해당 코드를 작성해주는 코드 블록이라고 보면됨)
• finalize 는 Object 클래스에 정의되어 있는 메소드로,
  GC에 의해 호출되는 메소드에 호출하면 절대 안되는 메소드..!
  → 그 이유는 GC가 발생하는 시점이 불분명하기 때문에 해당 메소드가 실행된다는 보장이 없고, finalize() 메소드가 오버라이딩 되어 있으면, GC가 이루어질 때 바로 Garbage Collecting이 되지 않음,, GC가 지연되면서 OOME(Out of Memory Exception)이 발생할 수 있기 때문에 finalize() 메소드를 오버라이딩해 구현하는걸 권장하지 않는다고 함)

final 변수  :  상수라고도 불리며, 선언 동시에 초기화 이후 수정 불가. get만 가능.
final 메소드  :  오버라이딩 불가능. 상속 받은 그대로 사용해야함.
final 클래스  :  상속 불가, subclass 불가.

 

 

💡 싱글톤 패턴은 무엇인가요?

전역 변수를 사용하지 않고 클래스의 인스턴스(객체)를 하나만 생성하도록 해서,
생성된 객체를 어디서든 참조 가능하게 하는 패턴

• 다양한 곳에서 인스턴스 선언을 새로 하지 않아도 되므로, 메모리 낭비를 줄일 수 있음
• 인스턴스 정보가 변경되더라도 결국 한개의 인스턴스를 사용하므로 동기화 관련 문제가 없음
• 인스턴스의 상태가 모두 동일하므로, 어디서 사용하더라도 같은 결과를 확인할 수 있음
• 하지만! 객체간 결합이 강해진다는 문제가 발생함
  → 이러한 문제를 해결해주는 의존성 주입(DI : Dependency Injection)

결론적으로, 싱글톤을 사용하는 이유는, 인스턴스 재사용을 위해서 라고 생각하면 된다.