Chapter 3: 객체지향의 본질 - 불변식(Invariant)과 캡슐화

입문서에서는 클래스를 '붕어빵 틀'이라고 설명하지만, 엔지니어링 관점에서는 "데이터의 구조(Layout)와 불변식(Invariant)의 집합" 입니다.

1.1 Memory Layout (Deep Dive)

객체는 메모리(Heap) 상에서 어떻게 존재할까요? 단순히 필드 값만 저장되는 것이 아닙니다.

schemaArchitecture Visualization

• Mark Word: 객체의 주민등록증 같은 것입니다. 이 객체가 현재 Locking 상태인지, GC 대상인지, HashCode는 무엇인지 기록합니다.
• Klass Pointer: 이 객체가 어떤 클래스(Class Meta)의 인스턴스인지 가리킵니다.

2.1 불변식이란?

프로그램이 실행되는 동안 "반드시 참이어야 하는 조건" 입니다.

• 예: "나이는 음수일 수 없다", "은행 잔고는 마이너스 통장이 아닌 한 0 이상이어야 한다".

java
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public class User {
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    private int age;
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    // 생성자: 불변식 수립 (Establish Invariants)
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    public User(int age) {
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        if (age < 0) {
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            throw new IllegalArgumentException("나이는 음수일 수 없습니다.");
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        }
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        this.age = age;
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    }
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}

생성자에서 이 검증을 하지 않는다면, User 객체는 태어날 때부터 '잘못된 상태(Corrupted State)'를 가질 수 있습니다.

Effective Java Item 15: 클래스와 멤버의 접근 권한을 최소화하라

private을 쓰는 이유는 "부끄러워서"가 아닙니다. 시스템의 복잡성(Complexity)을 낮추기 위해서입니다.

3.1 엔지니어링 관점의 이득

1. API와 구현의 분리: 내부 필드(private list)를 ArrayList에서 LinkedList로 바꿔도, 외부 코드는 전혀 수정할 필요가 없습니다.
2. 불변식 보호: public 필드는 외부에서 언제든 user.age = -500이라고 조작할 수 있습니다. private으로 잠그고 Setter를 통해 검증 로직을 거치게 해야만 데이터 무결성이 지켜집니다.

Effective Java Item 17: 변경 가능성을 최소화하라

가능하다면 모든 필드를 final로 선언하십시오.

• Thread Safety: 불변 객체(Immutable Object)는 동기화 없이도 스레드로부터 안전합니다.
• Simplicity: 상태가 변하지 않으므로, 객체를 생성한 시점의 상태가 파괴될 때까지 유지됩니다.

java
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// Best Practice: Value Object (Immutable)
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public final class Money {
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    private final long amount; // 한 번 정해지면 절대 안 바뀜
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    public Money(long amount) {
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        this.amount = amount;
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    }
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    public Money plus(Money other) {
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        // 내 값을 바꾸는 게 아니라(Mutate), 새로운 객체를 만듦(Return New)
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        return new Money(this.amount + other.amount);
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    }
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}