[디자인 패턴] 0. 들어가기

0. 컴퓨터 시스템 구조

1. HW, OS, APP의 구조

┌──────────────────────────────┐
│ Application (Slack, Chrome…) │ ← 우리가 개발하는 앱
├──────────────────────────────┤
│ OS (Windows, macOS, Linux…)  │ ← 하드웨어와 앱을 중개
├──────────────────────────────┤
│ HW (CPU, RAM, SSD…)          │ ← 실제 기계
└──────────────────────────────┘

• 컴퓨터의 실제 부품들: CPU, RAM, SSD, 키보드, 모니터 등

• 모든 명령어는 **0과 1의 이진수(binary)**로 전달되어야 한다.

• Windows, macOS, Linux처럼 하드웨어와 앱 사이를 중개하는 소프트웨어

• 키보드나 파일 접근 등 복잡한 하드웨어 제어를 대신 수행해준다.

• OS는 명령어를 이해하기 위한 **자기만의 언어(Shell)**를 갖고 있다. (dir, cd 등)

• 우리가 개발하는 프로그램(ex. 게임, 웹 서비스)

• 보통은 Java, Python 같은 고수준 언어로 작성된다.

2. 자바 프로그램이 실행되는 전체 흐름

일반적인 실행 흐름

(1) .java 파일 
	→ [컴파일] → 
(2) .class 파일 
	→ [실행] → 
(3) JVM 
	→ 
(4) OS 
	→ 
(5) HW

1. .java 파일: 우리가 작성하는 소스코드 (영어 기반의 고수준 언어)

2. .class 파일: 컴파일을 거쳐 만들어진 바이트코드 (JVM이 이해함)

3. JVM 실행: .class 파일을 해석해서 OS에 맞게 명령을 전달

4. OS가 명령 실행: 실제 하드웨어를 제어할 수 있는 OS 레벨의 명령 실행

5. HW 동작: 모니터에 출력하거나, 파일을 저장하거나, CPU가 계산 수행

3. JVM이 중요한 이유

4. C 언어와 비교하면?

C 언어 → OS에 맞게 컴파일 → 실행파일 생성
→ OS와 tightly-coupled

Java → JVM 위한 .class 생성 → JVM이 OS 맞게 실행
→ OS 독립적 (Write once, Run anywhere)

5. 요약

1. 메모리 구조 이해하기: Static, Heap, Stack

1. Static 영역: 프로그램 시작과 함께

public class Earth {
    static String sun = "태양"; // 프로그램 시작부터 종료까지 유지
}

2. Heap 영역: 원할 때 생성되는 공간

Animal dog = new Animal(); // new 키워드로 heap에 올라감

3. Stack 영역: 메서드 실행 중 잠깐 사용

public void attack() {
    int angle = 20; // stack에 저장됨
    // 공격 로직 수행
}

정리:

• Static: 프로그램 시작부터 종료까지

• Heap: new로 객체 생성 시

• Stack: 메서드 실행 중 일시적으로 생성

4. 필기

5. 전체 소스 코드

package ex00;

// static, heap, stack
class Animal {
    static String name = "강아지"; // static 공간에 name 뜸

    void speak() {
        String sound = "멍멍"; // stack 공간에 sound 잠깐 뜸
        System.out.println(sound);
    }
}

public class Mem01 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Animal.name); // static 공간에 name 찾음
        Animal a = new Animal(); // heap 생성 (speak 메모리에 뜸)
        a.speak();
    }
}

2. 동적 바인딩 (추상화)

1. 상속 vs 컴포지션

• 상속(Inheritance): "A는 B이다(is-a)" 관계일 때 사용.
예: 강아지는 동물이다 → Dog extends Animal

• 컴포지션(Composition): "A는 B를 가진다(has-a)" 관계일 때 사용.
예: 자동차는 엔진을 가진다 → Car has Engine

2. 추상 클래스와 추상화

abstract class Car {
    abstract void run(); // 추상 메서드
}

class Sonata extends Car {
    @Override
    void run() {
        System.out.println("Sonata run");
    }
}

3. 동적 바인딩(Dynamic Binding)

Car car = new Sonata(); // 타입은 Car, 객체는 Sonata
car.run(); // Sonata의 run()이 호출됨

4. 추상화를 왜 할까?

• 여러 객체를 공통된 부모 타입으로 묶어 일괄 처리할 수 있다.

• 메서드를 재정의(override)하여 객체마다 다르게 동작하도록 할 수 있다.

• 유지보수가 쉬워진다. 새로운 객체가 추가되어도 기존 코드 수정 없이 확장 가능하다.

✨ 마무리 요약

package ex00;

// 동적 바인딩
abstract class Car {
    abstract void run();
}

class Genesis extends Car {
    // 재정의
    void run() {
        System.out.println("Genesis run");
    }
}

class Sonata extends Car {
    // 재정의
    void run() {
        System.out.println("Sonata run");
    }
}

public class Mem02 {
    public static void main(String[] args) {
        Car car1 = new Sonata();
        car1.run();

        Car car2 = new Genesis();
        car2.run();
    }
}