생각: Java에는 왜 const(상수)가 없을까?

🙋 Java에는 왜 const(상수)가 없나요?

사람들과 어떤 주제에 대해서 이야기를 하다보면 신기한 포인트가 있다. 어렵지 않고, 심지어 익숙한 주제라서 다들 잘 알고 사용하겠거니 싶었는데, 알고 보면 제각기 다르게 생각하면서 사용하고 있는 것들 말이다. 오늘 이야기 할 주제가 바로 그런 내용이다.

📝 내용이 너무 길어서, 세 줄 요약

• Java에서 상수가 필요하다면 static final 키워드를 쓴다. (대신에 final없이 static만 쓰는 건 지양하자)
• 상황에 따라 static final을 final로 대체하여 해당 클래스 내부 혹은 해당 객체를 이용하는 곳에서만 상수처럼 쓸 수 있는 상황도 있다. 하지만 그래도 final은 상수가 아니고, 상수처럼 쓰고 있는 것이다.
• static final로 만든 상수도 다른 프로그래밍 언어의 상수const 개념과는 개념적으로도, 물리적으로도, 때로는 문법적으로도 다르다. 하지만 그래도 final에 비하자면 매우 상수답다.

이제 이유가 궁금한 사람만 아래 내용을 읽어보도록 하자.

❓︎ final만 써도 값을 변경할 수 없는데 왜 static까지 붙어야 상수인가요?

어제 저녁, 개발커뮤니티에서 한 분이 Java에 대한 질문을 올려주셨다.

final만 써도 값을 변경할 수 없는데 왜 final만 붙으면 상수가 아니고 static까지 붙어야 상수인가요?
어떤 책에서는 final도 상수라고 하는데 실제로는 많은 사람들이 상수를 쓸 때 static final로 쓰는 것 같아요. 이유가 뭘까요?

나도 final과 static의 사용법 정도는 잘 알고 있다고 생각했고(건방지게도) 쉬운 질문이라고 생각했지만, 답을 하려니까 뭔가 께름칙함이 있었다.
나름대로의 답변을 적었다 지웠다 반복하고 있는데 다른 분들의 답변이 빠르게 달리기 시작했다.
답변은 크게 세가지 파로 나뉘었다.

먼저 'final만으로도 상수다'파.

1. 프로그램 상에서 변경할 수 없는 데이터를 상수라고 정의한다. 그렇기 때문에 final만으로도 상수라고 할 수 있을 것 같다.
2. 원시(Primitive) 타입 변수를 final로 초기화하면, 더이상 변경될 가능성이 없다. 그러라고 final이 존재하는 것이다.
3. 'ㄴ' 강사님의 Java 강의에서도 final로 정의된 변수를 상수라고 하신다. (정말 그런지 확인해보지는 못했음)

그 다음 'static final이 상수다'파.

1. final 변수는 생성자에서 값을 초기화 할 수 있다. 인스턴스마다 다른 값을 갖는 변수를 상수라고 할 수는 없다.
2. 재할당이 안되는 것이지 객체 자체의 변경이 불가능한 것은 아니다.
3. 선언과 초기화 시점에 따라서 다른 결과를 얻을 수 있다면 상수라고 할 수 없지 않을까?

어찌 보면 다 비슷한 말 같지만 다른 이야기들이라고 생각한다.
어쨌든 마지막은 'Java에는 상수가 없다'파다.

1. Java는 공식적으로 상수를 지원하지는 않을 거다. 상수 비슷하게 쓴다고 하는 게 맞는 것.
2. 컴파일 타임 상수, 런타임 상수 정도로 나눠서 볼 수 있겠지. 하지만 읽기 전용 변수라는 표현이 더 적합하다고 생각한다.

들어보면 다 일리가 있으면서 뭔가 석연치 않은 부분이 있었다(?). 어쨌든 당시에 나는 이렇게 정리했다.

1. 원시타입에 final이 붙으면 상수
2. 객체가 final인 경우, Immutable하다면 상수, 그렇지 않다면 보장할 수 없다.
3. 객체의 필드가 final인 경우에는 상수지만 인스턴스 로드 시 초기화되고, static final인 경우에는 상수지만 클래스 로드 시 정적 초기화 된다.

나는 잘 정리했던 걸까? 나름대로 취합한 내용이긴 하다.
그래서 옳은 내용인가 하면, 한마디로 완전 엉망인 정리다.

🤔 상수가 뭔데요

왜 모든 의견이 일리가 있으면서도 상충되는 것일까?
하룻밤 자고 아침에 일어나 다시 생각해보니, '상수는 고정된 값이다'라는 상수의 대표적인 특성 외에는 각각 다른 정의를 갖고 있었던 것 같다.

먼저 'final만으로도 상수다'파의 논리는 '상수는 실행 중에 프로그램에 의해 변경되지 않는 값'이라는 컴퓨터 프로그래밍에서 통용되는 상수의 정의에 의지하고 있다. 애초에 Java라는 프로그래밍 언어 안에서 어떤지를 물은 것이니 접근이 잘못된 것도 아니다.
하지만 위의 의견들에서는 크게 두 가지 한계를 느낀다.

1. '상수'를 말할 때 항상 '프로그래밍에서의 상수'만을 말하는 것만은 아니기 때문에 오해의 여지가 있다(실제와 대응되어야 하는 객체지향의 특성 때문에 더욱).
2. 또한 '프로그래밍에서의 상수'는 단순히 변경 불가능할 뿐만 아니라 프로그램 시작 직후부터 끝날 때까지 동일한 값으로 존재해야 하기 때문에 final만으로는 상수라 할 수 없다. 프로그램을 작성하는 사람들 간의 규칙에 따라 상수처럼 사용할 수 있는, 변수다.

'static final이 상수다'파의 논리는 좀 더 큰 범위의 정의에 기인하는 것 같다. 즉 '수학적 상수'나 '물리적 상수'의 정의에 의지하는 것이다. 위의 의견에 등장했던 원주율처럼 말이다. 이 정의에서 상수는 통용성을 가지고 있어야 한다는 특징을 갖기 때문에, 단순히 몇몇 객체 사이에서 고정된 값을 유지한다고 해서 상수라고 부르는 걸 용납하지 못할 수 있다.
하지만 그것만 가지고서는 또 설명의 한계가 있다.

1. static final로 해야하는 이유를 설명하지는 못한다. 그런 이유에서라면 Java도 const를 지원해야지, 왜 지원하지 않는건가?
2. 객체 안에 생성자에서 final 변수를 초기화하면서 "이건 상수야"라고 말하는 프로그래머는 없다(없길 바란다). 그러한 예제를 웹 상에서 쉽게 찾을 수 있는 건 final 필드를 인스턴스화 하는 시점에 초기화하는 걸 보여주려는 목적인 거지, final이 상수가 아니란 걸 증명하기 위해서가 아니다.
3. 그럼 생성자에서 초기화 하지 않고 final 필드에 리터럴로 값을 초기화하는 객체가 있다면, 그 객체의 필드는 상수가 되나?
4. 인터페이스는? 인터페이스의 필드는 모두 static final이지만(정확히는 public static final) 정적영역에서 초기화되지 않고 선언 시 초기화된다.

스포를 하자면, 사실 'Java에는 상수가 없다'파가 맞는 말이다. Java는 const를 지원하지 않으니까. 구글링 하다보니 영어문서(이에 관한 한국어웹은 아예 못찾았다) 중에는 이런게 설명도 있었다: 'Java에는 const가 필요없어서 구현되지 않은 것이다'.
하지만 역시, 이런 설명만 가지고서는 또또 설명의 한계가 있다.

1. '원래 ~~한 거야'라는 말 만큼 맥빠지고 설득력 없는 말은 없다.
2. '읽기 전용 변수'라는 표현도 좋지는 않은 것이, 상수의 정의 중 하나가 '읽기 전용 변수'다.
3. 그렇다면 Java의 Math.PI는 상수인가 아닌가?

🤗 아유 이제 그만 됐고, 정리하자

• 내용을 읽었다면 내가 이제 할 말도 이해해주실 거라고 생각한다. 이 글의 엔딩 루트는 '황희정승' 루트다.
• Java는 const를 지원하지 않는다. 하지만 당연하게도 상수 개념이 존재하지 않는건 아니다. 이미 그렇게들 쓰고 있고 말이다.
• '처음부터 끝까지, 어떤 값을 그냥 당연히 갖게 되는' const란 예약어를 객체지향에 집어넣기에는 굉장히 난감하다는 것은 나같은 허접 개발자 지망생도 알 수 있는 사실이다. 객체지향 개념을 고려해도 그렇고(수학적으로든 물리적으로든, 객체에 종속되지 않은 어떤 값이란 건 존재할 수 없다), 메모리에 직접 접근하게 하지 않는 Java의 언어적 특성을 고려해도 그렇다(접근도 못하는데 점유를?).
• 하지만 static final이라면 클래스 수준의 변수로 메모리에 올라가있고, 또 변경 불가능하며 읽기 전용으로 사용할 수 있으니 상수로 활용할 수 있다. 다만 interface의 예를 고려했을 때, 다른 프로그래밍 언어(예를 들어 C)에서 제공하는 상수 개념과는 다르다는 건 인지할 수 있어야 한다.
• 상황에 맞게 사용한다면 final도 얼마든지 상수처럼 사용할 수 있다. 상수가 필요할 때 final만을 사용하길 고려해볼 수도 있다(다 static으로 정의하면 정적메모리 영역은 누가 지키나). 하지만 수학에서의 정의로도, 물리적인 정의로도, 심지어 프로그래밍에서의 정의로도 '상수'와는 거리가 멀다는 것을 인지하고 사용해야 한다.