안지현

1. Protocol

1) 개념

- 원활한 통신을 위한 규칙

- 정보의 송수신측 또는 네트워크 내에서 사전에 약속된 규약 또는 규범

- 연결과정, 통신회선에서 접속방식, 통신회선을 통해 전달되는 정보의 형태, 오류발생에 대한 제어, 송수신측 간의 동기 방식 등에 대한 약속

2) 주요요소

- 구문(Syntax) : 데이터의 형식, 부호화, 신호레벨 등이 어떠한 구조와 순서로 표현되어있는지

- 의미(Semantics) : 각 비트가 갖는 의미로 패턴에 대한 해석과 해석에 따른 전송제어, 오류수정 등에 관한 제어정보를 규정

- 타이밍(Timing) : 두 개체 간의 통신속도를 조정하거나 메시지의 전송시간 및 순서 등에 대한 특성

2. OSI 7계층

1) 개념

- ISO에서는 개방형 시스템 간 상호접속을 위해 표준화된 네트워크 구조를 제공하는 기본 참조모델을 제정

- 다른 기종 간의 상호 접속을 위한 가이드라인 제시

- 상위 계층 : 사용자가 통신을 쉽게 이용할 수 있도록 도와주는 역할

- 하위 계층 : 효율적이고 정확한 전송과 관계된 일을 담당

2) 계층구조

- 7계층 구조는 비슷한 기능을 갖는 모듈을 동일 계층으로 분할

- 각 계층 간의 독립성 유지

- 한 모듈에 대한 변경이 다른 전체 모듈에 미치는 영향 최소화

- 2개의 그룹으로 분리 → 상위 3계층 : 이용자가 메시지를 교환할 때 사용, 하위 4계층 : 메시지가 호스트에서 사용

① 물리 계층

- 데이터를 물리 매체 상으로 전송하는 역할을 담당

- 물리적 링크의 설정/유지/해제 담당

- 상용자 장비와 네트워크 종단장비 사이의 물리적, 전기적 인터페이스 규정에 초점

- 전송 선로의 종류에 따른 전송 방식과 인코딩 방식 결정

- 송신 측 물리 계층은 데이터링크 계층으로부터 받은 데이터를 비트단위로 변환

- 수신 측 물리 계층은 전송 받은 비트를 데이터링크 계층의 데이터로 올림

② 데이터링크 계층

- 물리 계층에서 전송하는 비트들의 동기 및 식별 기능, 원활한 데이터 전송을 위한 흐름제어 기능, 안전한 데이터 전송을 위한 오류제어 기능

- 헤더 : 데이터의 시작을 나타내는 표시와 목적지 주소 포함

- 트레일러 : 데이터에 발생한 전송 오류를 검출하기 위한 오류 검출 코드 포함

- 두 sub 계층으로 구성 

→ LLC(Logical Link Control sublayer) : 논리적 연결제어

→ MAC(Media Access Control) : 장비와 장비 간의 물리적인 접속

③ 네트워크 계층

- 송신 측에서 수신 측까지 데이터를 안전하게 전달하기 위해 논리적 링크 설정

- 상위 계층 데이터를 작은 크기의 패킷으로 분할하여 전송

- 개방형 시스템 사이에서 네트워크의 연결을 관리하고 유지하며 해제

- 스위칭 : 패킷의 수신 주소를 보고 정해진 방향으로 전송, 동작속도 빠름

- 라우터 : 라우팅 테이블을 찾아 알고리즘으로 최단 경로 계산 → 계산을 통해 전송경로를 결정 후 전송하여 스위치보다 동작 속도 느림

- 네트워크 주소는 발신지로부터 목적지까지 동일 (물리주소는 패킷이 이동될 때마다 변경)

④ 전송 계층

- 하위 계층의 첫 단계

- 세션을 맺고 있는 두 사용자 사이의 데이터 전송을 위한 종단간 제어

- 송신 컴퓨터의 응용프로그램(프로세스)에서 최종 수신 응용프로그램(프로세스)으로 전달

⑤ 세션 계층

- 세션이라 불리는 연결 확립 및 유지

- 효율적인 세션 관리를 위해 짧은 데이터 단위로 나눈 후 전송계층으로 내림

⑥ 표현 계층

- 송수신자가 공통으로 정보를 이해할 수 있도록 데이터 표현방식을 바꾸는 기능

- 데이터의 보안과 효율적인 전송을 위해 암호화와 압축을 수행하여 세션 계층으로 내림

⑦ 응용 계층

- 최상위 계층으로 응용 프로세스 네트워크 환경에 접근하는 수단을 제공

- 응용 프로세스들이 상호 간에 유용한 정보교환을 할 수 있도록 하는 창구 역할을 담당

3) 피어-투-피어(Peer-to-Peer) 간의 통신

- OSI 참조모델의 i번째 계층에서 다른 시스템의 i번째 계층과 통신하기 위해서는 상위계층의 메시지와 더불어 프로토콜 - 제어정보(PCI)를 이용

- 피어-투-피어 프로세스 : 임의의 계층에서 상대편 동일 계층의 모듈과 통신하는 프로세스

4) 캡슐화와 역캡슐화

① 캡슐화

- 어떤 것을 다른 것에 포함시킴으로써 포함된 것이 외부에서 보이지 않도록 함

- 프로토콜 데이터 단위를 다른 프로토콜 데이터 단위의 데이터 필드 부분에 위치시키는 기술

② 역캡슐화

- 캡슐화 이전으로 복원시키거나 제거 

- 캡슐화의 반대 동작

- 프로토콜 데이터 필드에 위치하고 있는 데이터 단위를 추출

※ 각 레벨의 데이터 PDU(Protocol Data Unit)

→ 송신 단에서는 7계층에서 1계층으로 각각의 PDU를 추가하여 데이터를 캡슐화하고, 수신 단에서는 1계층에서 7계층으로 각각의 PDU를 제거하여 데이터를 얻는 비캡슐화 과정을 겪게 된다.

3. TCP/IP 4계층

1) 개념

- 미국 국방부 고등 연구 계획국에서 만든 연구 네트워크의 일부로 설계 (ARPAnet)

- 현재는 TCP와 IP가 공식 표준

- 다양한 기종의 컴퓨터가 하나로 묶이는 인터네트워킹 구조를 만듦

- 여러가지 프로토콜의 조합을 의미

- 4계층으로 구성 : 데이터링크, 네트워크, 전송, 응용계층

2) 계층구조

① 네트워크 연결 계층

- 데이터를 송수신하는 역할

② 인터넷 계층

- 주소 관리, 포장, 라우팅하는 역할

- IP(Internet Protocol) : 호스트들과 네트워크에서 주소 관리, 패킷 라우팅

- ARP(Address Resolution Protocol) : 같은 네트워크에 위치한 호스트들의 하드웨어 주소를 얻는 데 사용

- ICMP(Internet Control Message Protocol) : 패킷 전송에 관한 에러 메시지 처리

③ 전송 계층

- 호스트들 간의 통신 제공, 2개의 프로토콜 존재

→ TCP(Transmission Control Protocol)

- 연결지향

- 데이터의 확실한 전송을 위해 수신 측으로 받았다는 확인 메시지 요구

→ UDP(User Datagram Protocol)

- 비연결지향

- 실시간으로 패킷을 전송하여 빠르나 패킷의 정확한 전달을 보장하지 않음

※ TCP와 UDP의 차이점

④ 응용 계층 

- 어플리케이션이 네트워크에 접근 가능하도록 함

4. Port, well known port

1) 포트 주소의 의미와 할당 원칙

① 포트

- 일종의 논리적인 접속 장소

- 포트 번호는 인터넷이나 기타 다른 네트워크 메시지가 서버에 도착했을 때 전달돼야 할 특정 프로세스를 인식하기 위한 방법

- TCP와 UDP에서 포트번호는 15비트 정수의 형태

② 포트번호와 소켓

- 통신을 위해 TCP 헤더에 송수신자 포트 정보를 삽입하여 패킷 생성

- 패킷을 서버로 전달하여 프로세스와 연결되면 서비스 이용 가능

- 포트 번호는 16비트, 0~65535번까지 존재, 0~1023번은 가능하면 사용 X (웰 노운 포트)

- 주요 포트번호 : root의 권한이 필요한 포트

2) well known port (잘 알려진 포트)

- 어떤 특권을 가진 서비스에 의해 사용될 수 있도록 예약되어 있음

- 루트 권한으로만 포트를 열 수 있음

- 루트 권한으로 실행된 프로그램만이 이 포트에서 데이터를 수신할 수 있지만, 권한에 상관없이 모든 프로그램이 이 포트로 데이터를 보낼 수 있음

5. HTTP, URL

1) 개념

- 인터넷 상에서 데이터를 주고 받기 위해 클라이언트와 서버 사이에 이루어지는 요청/응답 프로토콜

- 어떤 종류의 데이터든지 전송 가능, 주로 HTML 문서를 주고받음

- 사용하는 포트 번호 : 80번

- 주로 웹브라우저를 이용하여 통신

- 단점 : 인터넷 상에서 받은 데이터는 평문이 그대로 노출 → 네트워크 상에서 패킷이 그대로 노출되는 취약점 발생

2) HTTP Header

- HTTP 통신을 위해 필요한 정보들이 입력되어 있는 데이터 영역

3) HTTP Method

- HTTP 통신의 형태를 결정

4) HTTP Content-Type

- HTTP 헤더에 보내지는 데이터

- 표준 MIME Type의 하나

     → 브라우저는 데이터를 나타내는데 어떤 종류의 파일 stream인지 알게 됨

     → 서버에서 데이터를 해석할 때 중요한 역할을 함

5) URL

- URI (URL) : Uniform Resource Identifier의 약자로 리소스를 식별하기 위한 식별자

- URL은 Uniform Resource Locator의 약자로 리소스의 위치를 식별하기 위한 URI의 하위 개념

- URI는 Scheme, Authority (Userinfo, Host, Port), Path, Query, Fragment의 구성 요소를 가짐

- 자주 쓰이는 웹 URI 구성 요소

7. TCP/IP

→ 인터넷에 연결된 다른 종류의 컴퓨터끼리 상호 데이터를 주고받을 수 있도록 한 인터넷 표준 프로토콜

     (TCP : 데이터를 패킷으로 나누고 묶는 역할, IP : 명령이 올바르게 전송되도록 하며 전달되지 못한 패킷은 재전송)

1) TCP(Transmission Control Protocol) 주요 특징

- 신뢰성 있음 : 패킷 손실, 중복, 순서바뀜 등이 없도록 보장

- 연결지향적

    : 느슨한 연결(Loosly Connected)을 가짐

    : 연결 관리를 위한 연결 설정 및 연결 해제 필요

    : 양단간 어플리케이션/프로세스는 TCP가 제공하는 연결성 회선을 통하여 서로 통신

- TCP 연결의 식별, 다중화, 포트번호

- 전이중 전송방식/양방향성

- 멀티캐스트 불가능

- 세그먼트화 처리 : 데이터를 패키징 처리

- 흐름제어, 혼잡제어

- 비실시간적 응용

2) IP(Internet Protocol) 주요 특징

- 신뢰성 및 흐름제어 기능이 전혀 없음

- 비연결성 데이터그램 방식

- 패킷의 완전한 전달을 보장하지 않음

- IP 헤더 내에 수신 및 발신 주소를 포함

- IP 헤더 내 최상위 바이트(MSB)를 먼저 보냄

- 경우에 따라 단편화가 필요함

- 모든 상위 계층 프로토콜들이 IP 데이터그램에 살려서 전송됨

3) IPv4 주소 체제

- 32비트의 IP 주소를 보기 쉽게 표시하기 위해 4바이트 단위로 나누고 10진수로 표시하는 표현 방식이 널리 사용

- IP 주소는 네트워크 식별자 필드와 호스트 식별자 필드의 두 부분으로 구성되며 각 필드에서 사용되는 비트 수에 따라 5개의 클래스로 나눔

① 클래스별 IP 주소 내용

② 패킷의 전송방법

③ IPv4 주소 관리방식

- 서브네팅 : 이진수로 1인 부분은 네트워크 부분, 0인 부분은 호스트

- 슈퍼네팅 : 부족한 IP를 효율적으로 사용하기 위해 여러 개의 C클래스 주소를 묶어 하나의 네트워크로 구성하는 방식

④ CIDR(Classes InterDomain Routing)

- 표기법

     : 비트마스크를 사용하여 점으로 구분된 10진 표기법 지정

     : 서브넷 마스크에서 연속된 1의 수가 몇개인지 지정, 연속된 1은 서브넷 마스크의 맨 왼쪽 비트부터 시작

     : IP 주소에서 네트워크 ID 구성, /x로 비트 수 표현

- 장점

     : IPv4의 주소 공간을 효율적으로 할당

     : 인터넷 라우팅 테이블의 비대화를 줄임

⑤ VLSM(Variable Length Subnet Mask)

- IP를 효율적으로 할당하여 활용

- 서로 다른 크기의 서브넷 지원

- IP 주소 공간의 일부를 잘라서 사용, 한 기관에 이미 할당된 주소 공간을 나눔

⑥ 사설 네트워크를 위한 주소할당

- 사설주소 영역 : 사설 인터넷을 위해 IANA가 할당한 IP 주소 블록

- NAT(Network Address Translation) : 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하는 주소 변환기

4) IPv6

- 128비트 주소 길이를 사용

- 보안문제, 라우팅 효율성 문제, QoS 보장, 무선 인터넷 지원과 같은 다양한 기능 제공

5) IPv4와 IPv6 특징 비교

1. 컨테이너 기술

1) 컨테이너란?

- 애플리케이션을 언제든 실행 가능하도록 필요한 모든 요소를 하나의 런타임 환경으로 패키징한 논리적 공간

- 도커 : 컨테이너를 쓸 수 있도록 도와주는 기술 중 하나

- docker에서는 Dockerfile이라는 이름의 파일(대소문자 구분)에 적힌 스크립트를 통해 구현 → 코드형 인프라

2) 컨테이너 기술의 역사

① Traditional Deployment

- 물리적 컴퓨터에 애플리케이션을 배포하는 형태

- 하나의 하드웨어에 여러 애플리케이션이 관리되는 경우 앱간의 라이브러리 의존성 문제 발생 가능

②  Virtualized Deployment

- Hypervisor : 운영체제 위에서 운영체제를 독립적으로 격리시켜 실행할 수 있도록 만드는 기술 ex) vmware, virtualbox 등

- 프로세스 개수만큼 서버를 사야할 필요가 없어짐

- Guest OS를 하나하나 올리는 것에 많은 자원이 소모되는 문제 발생

③ Container Deployment

- 애플리케이션과 종속 항목을 하나로 묶어 실행하게 해주는 운영 시스템을 가상화한 경량의 격리된 프로세스

- microVM이라고도 부름

- 운영체제 수준의 가상화 제공

- 독립성을 갖기 때문에 다른 컨테이너에 영향을 주지 않는 stateless 환경 제공

3) 컨테이너 기술의 장점

- 개인 데스크탑 뿐만 아니라 기업 내의 온프레미스 서버, AWS와 같은 퍼블릭 클라우드까지 언제 어디서든 빠르고 효율적으로 배포 가능

→ 서버구성, OS설치, 네트워크, 개발 도구 구성 등의 반복적이고 불편한 작업에 시간을 낭비하지 않고 개발 그 자체에 집중 가능

- 컨테이너는 우리가 개발한 최소한의 Image(OS+실행할 프로그램)를 통해 실행되므로 경량

→ 컨테이너 이미지 생성의 Best Practice 중 하나는 이미지 경량화

- 일반 서버의 애플리케이션 실행과 달리 프로세스 수준의 속도로 빠르게 실행할 수 있고, 한 번에 여러 개의 컨테이너를 동시에 실행 가능

→ Docker의 docker compose 기술을 통해 구현

- 어떤 OS, 어떤 환경에서도 동작 가능한 이식성 보유

- 컨테이너 자체 애플리케이션 환경에 대한 관리만 요구되므로 지속적 서버관리 비용 절감 가능

- 개발팀과 운영팀의 업무 분리로 각자의 업무와 세분화된 관리에 집중 가능

→ 컨테이너는 Devops workflow 구성에 최적

4) 컨테이너의 사례

- 구글 웹, 앱 서비스

- 에어비엔비 추천서비스

- 넷플릭스 추천서비스

- 당근마켓 딥러닝 기반 추천서비스

- 엔씨소프트 게임서비스

- 삼성전자 헬스케어서비스

- 타다 배차서비스

- 토스 금융서비스

5) 컨테이너 타입

① 시스템 (or OS) 컨테이너 : OS까지만 설치해서 실행되는 유형

- 호스트 OS 위에 Ubuntu와 같은 배포판 리눅스 Image를 통해 배포되는 컨테이너

- 또다른 VM의 형태(Hypervisor와 유사), 내부에 다양한 애플리케이션 및 라이브러리 도구를 설치&실행 가능

- ex) LXC, LXD, OpenVZ, Linux Server, BSD Jails 등

② 애플리케이션 컨테이너 : OS와 OS 위에서 돌아갈 애플리케이션까지 같이 설치하여 실행되는 유형

- 단일 애플리케이션 실행을 위해 해당 서비스를 패키징하고 실행하도록 설계된 컨테이너

- 3-tier 애플리케이션과 같은 경우 각 tier(frondend-backend-DB)를 개별 컨테이너로 실행하여 연결

- ex) Docker container runtime, Rocket 등

2. Docker

1) 도커란?

- 여러 계층의 애플리케이션을 컨테이너로 분리, 연결하여 실행하는 마이크로서비스 아키텍처 프로젝트에 유용

- 애플리케이션의 인프라는 이미지를 통해 제공하고, 퍼블릭 혹은 프라이빗하게 공유 가능

- 깃허브와 유사한 방식으로 Docker Hub에서 제공

- 제공된 Image를 기반으로 Application 서비스를 제공, 이를 컨테이너화할 수 있음

2) 가상화(Virtualization)란?

- 서버, 스토리지, 네트워크, 애플리케이션 등을 가상화하여 하드웨어 리소스를 효율적으로 사용하려는 목적

→ 효율적인 자원 활용, 자동화된 IT 관리, 빠른 재해 복구 가능

- 물리적 하드웨어 유지 관리 대신 소프트웨어적으로 추상화된 가상화를 통해 제한된 부분을 쉽게 관리하고 유지 가능

- 하이퍼바이저 기반의 가상머신을 통해 수행 ex) VMware, VirtualBox 등

3) 컨테이너 가상화 vs VM 가상화

※ 컨테이너는 가상머신인가?

→ Container는 hypervisor와 완전히 다른데, 궁극적으로는 hypervisor와 유사한 형태의 "가상화"를 목표로 하고 있다.

→ hypervisor는 OS 및 커널이 통째로 가상화되는 반면, container는 filesystem의 가상화만을 이룬다.

→ 컨테이너는 호스트 PC의 커널을 공유하고 따르기 때문에 init(1) 등의 프로세스가 떠있을 필요가 없으며 가상화 프로그램과는 다르게 적은 메모리 사용량, 적은 오버헤드를 보인다.

4) 컨테이너화(containerization) 기술

① LXC를 이용한 시스템 컨테이너화로 시작

→ cgroups, namespaces : Linux Kernel 위에서 LXC를 격리시키기 위해 필요

→ cgroup, namespace 등의 커널 기술을 공유해 컨테이너에 제공

※ namespaces

→ 각 게스트 머신별로 독립적인 공간을 제공하고, 서로가 충돌하지 않도록 하는 기능 (현재 리눅스 커널에서는 6가지 지원)

※ cgroups (Control Groups) 

→ 자원에 대한 제어를 가능하게 해주는 리눅스 커널의 기능

→ 메모리, CPU, I/O, 네트워크, device 노드(/dev/)를 제어

② containerd, runC를 이용한 도커

초기 도커는 LXC를 그대로 응용하여 사용

현재는 containerd, runC를 이용하도록 변경

- runC : 커널 기술 공유를 통해 컨테이너를 생성하도록 도와줌

- containerd : 생성된 컨테이너의 라이프사이클 관리

- dockerd : 사용자 환경에서 명령 전달

- docker 1.11 버전부터 위와 같은 구조로 작동

- containerd : OCI 구현체(주로 runC)를 이용해 컨테이너를 관리해주는 daemon

- Docker Engine 자체는 이미지, 네트워크, 디스크 등의 관리 역할

- 여기서 Docker Engine과 containerd 각각이 완전 분리

  → Docker Engine 버전을 올릴 때 Docker Engine을 재시작해도 container의 재시작 없이 사용 가능

1. JAVA API(Application Programming Interface) 

→ 프로그램 개발에 자주 사용되는 클래스 및 인터페이스의 모음으로 라이브러리라고 부름

※ 자바 표준 API 문서 : https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api

1) java.lang 패키지

→ 자바의 기본적인 클래스들을 담고 있는 패키지로 import 구문 없이 사용 가능

① Object : 자바클래스의 최상위 클래스

Object 클래스는 모든 클래스의 부모클래스이다.

public class MainClass {

	public static void main(String[] args) {
		ObjectInformation oi = new ObjectInformation();
		
		System.out.println(oi);
	}
}

Object 클래스를 확인해보면 toString 메서드가 이미 정의되어 있기 때문에 위와 같은 출력 결과를 확인할 수 있다. 

public class ObjectInformation {
	// toString 오버라이딩 후 System.out.println() 등으로 객체변수 조회 시
	// 해당 인스턴스의 클래스 경로와 주소값 대신 toString에서 리턴한 문자가 콘솔에 찍힘
	
	@Override 
	public String toString() {
		return "조회 시 이게 나올거임";
	}
}

ObjectInformation 클래스에 toString() 메서드를 오버라이딩하면 오버라이딩한 내용으로 바뀌어 출력되는 것을 확인할 수 있다.

② System : 표준입력장치(키보드)로부터 데이터를 입력받거나 표준출력장치(모니터)로 출력하기 위해 사용

- exit() : 현재 실행하고 있는 프로세스 강제 종료, 정상 종료일 경우 매개값으로 0을 줌

- currentTimeMills() : 컴퓨터의 시계로부터 현재 시간을 읽어서 밀리세컨드 단위와 나노세컨드 단위의 long 값 리턴

                                  → 프로그램의 실행 소요 시간 측정으로 성능을 테스트할 때 사용

public class SystemTimeEx {
	public static void main(String[] args) {
		// currentTimeMilllis()와 nanoTime() 메서드는 UNIX 시간 사용
		// UNIX 시간 : 1970/01/01 00:00:00을 기점으로 얼마나 시간이 지났는지 숫자로 표현
		// 현재까지의 시간을 1000분의 1초로 변환한 에폭시간과 10억분의 1초로 변환한 에폭시간을 long 타입으로 리턴
		
		long start = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("시작시간 : " + start);
		long sum = 0;
		
		for(long i = 1; i < 10_000_000_000L; i++) {
			sum += i;
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("종료시간 : " + end);
		System.out.println("계산에 소요된 시간 : " + (end - start));
	}
}

위와 같이 해당 로직이 수행되는데 얼마나 시간이 걸리는지 알 수 있다.

- getProperty() : JVM이 시작할 때 자동 설정되는 시스템의 속성값 구함

- gc() : Garbage Collector 실행

③ Class : 클래스를 메모리에 로딩할 때 사용

④ String : 문자열을 저장하고 문자열의 여러 가지 정보를 얻을 때 사용

→ 생성자를 사용하여 객체를 만들 필요 없이 기초 데이터처럼 바로 초기화 가능

- 주요 메서드

-charAt( ) 메서드 예시

public class StringCharAt {
	public static void main(String[] args) {
		// 일반 배열은 아래와 같이 인덱싱 가능
		int [] iArr = {1, 2, 3, 4};
		System.out.println(iArr[2]);
		
		// 문자열은 일반 인덱싱([ ]을 사용하는 인덱싱)이 불가능
		String str = "가나다라";
		//System.out.println(str[2]);
		System.out.println(str.charAt(2));
	}
}

- indexOf( ) 메서드 예시

public class StringIndexOf {
	public static void main(String[] args) {
		// 특정 문자열의 시작 인덱스값을 반환
		String to = "tomatos";
		
		// 단일 파라키터로 조회만 할 경우 0번에서 제일 가까운 단어 하나만 조회
		System.out.println(to.indexOf(to));

		// 두 번째 파라미터로 조회 시작 파라미터 지정 가능
		System.out.println(to.indexOf("to", 1)); // 0번부터가 아닌 1번부터 조회
		
		// 없는 단어 조회 시 -1
		System.out.println(to.indexOf("na"));
	}
}

- replace( ) 메서드 예시

public class StringReplace {

	public static void main(String[] args) {
		// 자바는 15버전부터 멀티라인 문자열 지원
		// 원래 자바 문자열은 여닫는 "를 한 줄에 작성해야했음
		// String a = "가나다라"; (허용) 
		// String a = "가나다라
		//					"마바사";	(허용 X)
		
		// 여닫는 따옴표가 다른 줄에 위치한 경우 " 세 개 이용
		// """를 사용한 줄에는 문자열을 작성할 수 없고, 다음 줄부터 작성가능
		String notice = """
						<공지사항>
						1. 복습 철저히 해주세요
						2. 회고록 작성 해주세요
				""";
		System.out.println(notice);
		
		// replace()는 String을 리턴하고, 첫 단어를 두 번째 단어로 바꿔줌
		String newNotice = notice.replace("해주세요", "해주십시오");
		System.out.println(newNotice);
	}
}

- substring( ) 메서드 예시

public class StringSubstring {

	public static void main(String[] args) {
		// 주민번호 양식
		String ssn = "010808-4987654";
		System.out.println(ssn);

		// substring() 메서드에 매개값으로 인덱스를 1개 지정 시 
		// 해당 인덱스부터 마지막 지점까지의 문자 추출
		String last = ssn.substring(7); // 7번부터
		System.out.println(last);
		
		// substring() 메서드에 매개값으로 인덱스를 2개 지정 시
		// 첫 번째 매개값 이상, 두 번째 매개값 미만 범위 문자 추출
		String first = ssn.substring(0, 6); // 0 1 2 3 4 5까지 조회, 6은 범위 X
		System.out.println(first);
	}
}

- trim() 메서드 예시

public class StringTrim {

	public static void main(String[] args) {
		// trim은 좌측, 우측에서 다른 단어가 나오기 직전까지 공백을 전부 제거
		String trimBefore = "              옆에   거슬     려요       ";
		System.err.println(trimBefore);
		String trimAfter = trimBefore.trim();
		System.out.println(trimAfter);
	}
}

- valueOf() 메서드 예시

public class StringValueOf {

	public static void main(String[] args) {
		int a = 10;
		double b = 8.79;
		System.out.println(a + b);
		
		String str1 = String.valueOf(a); // int -> String
		String str2 = String.valueOf(b); // double -> String
		System.out.println(str1 + str2);
	}
}

★ String 클래스 단점 : 처음 초기화된 데이터 변경 시 기존 객체 재활용이 아닌 새로운 객체 생성 → 메모리 과소비

위와 같이 String 클래스는 문자 내용이 변경될 때마다 새로운 영역에 다시 할당되어 속도가 느려지는 현상이 발생한다.

→ 속도적인 측면에서 개선된 StringBuffer와 StringBuilder 사용

⑤ StringBuffer, StringBuilder : 문자열을 저장하고 내부 문자열을 조작할 때 사용

- StringBuilder가 성능적으로는 좀 더 낫지만, StringBuffer는 Thread safety를 보장한다.

- 정말 세밀한 성능 이슈를 따지지 않는 환경에서는 StringBuffer를 쓰면 된다.

public class StringMemory {
	public static void main(String[] args) {
		// String의 경우 내용이 다른 문자는 항상 새롭게 할당
		//String a = "0";
		
		// StringBuilder, StringBuffer는 문자도 메모리 저장 시 변경 가능하게 저장
		// 따라서 문자 내용이 바뀌어도 새로운 할당이 잘 일어나지 않으므로 성능상 우위에 있음
		// StringBuilder는 Thread safety하지 않지만 StringBuffer보다 근소하게 성능이 좋음
		//StringBuilder sb = new StringBuilder("0");
		StringBuffer sb = new StringBuffer("0");
		
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		for(int i = 0; i < 1_000_000; i++) {
			//a += "0"; // a 문자에 0을 100만번 더함 -> 힙 할당도 100만번
			sb.append("0"); // sb에 0을 100만번 더함 -> 힙 할당은 거의 새롭게 일어나지 않음
		}
		 
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("소요시간(밀리초 : " + (end - start));
	}
}

- StringBuilder 클래스의 주요 메서드

public class StringBuilderEx {
	public static void main(String[] args) {
		// 이 코드에서 StringBuilder는 전부 StringBuffer로 대체해도 잘 동작한다.
		// 둘의 차이는 쓰레드 안전이 보장되는지 아닌지의 여부뿐
		// 따라서 쓰레드 안전을 보장받고 싶다면 StringBuffer만 사용하면 됨
		//StringBuilder sb = new StringBuilder("JAVA");
		StringBuffer sb = new StringBuffer("JAVA");
		
		// 문자열 끝에 추가하는 메서드 append()
		sb.append(" Program Study");; // sb += " Program Study"와 동일
		System.out.println(sb);
		
		// 문자열을 특정 인덱스 위치에 삽입하는 메서드 insert()
		sb.insert(12, "ming");
		System.out.println(sb);
		
		// 특정 인덱스 범위 문자열을 교체하는 메서드 replace()
		sb.replace(5, 16, "book"); // 5~15번 인덱스 11글자를 book 4글자로 치환
		System.out.println(sb);
		
		// 문자열을 삭제하는 메서드 delete(begin, end)
		sb.delete(4, 9);
		System.out.println(sb);
		System.out.println(sb.length());
	}
}

☆ 매번 할당하지 않는 원리

StringBuilder와 StringBuffer는 생성 시 할당하는 저장용량 capacity(16)를 가지고 있으며, append 연산으로 저장 용량을 초과하는 경우 기존 저장 용량을 가진 객체를 재할당하게 된다.

⑥ Math : 수학 함수를 이용할 때 사용

- 주요 메서드

public class MathEx {
	public static void main(String[] args) {
		// 수학 관련된 연산이나 혹은 상수를 저장해둔 Math 클래스는 정적 변수와 메서드를 가지므로
		// 굳이 Math 객체를 생성하지 않아도 활용 가능
		
		// 절대값 : 부호 무시
		System.out.println(Math.abs(-15.294));
		
		// 올림 : 소수점 아래자리가 존재하면 1 증가
		System.out.println(Math.ceil(10.0));
		System.out.println(Math.ceil(10.00001));
		
		// 내림 : 소수점 아래자리가 존재하면 없애버림
		System.out.println(Math.floor(10.0));
		System.out.println(Math.floor(10.99999));
		
		// 최대값 : 제시된 수 중 가장 큰 값 하나만 남김
		System.out.println(Math.max(99.9, 12.34));
		
		// 최소값 : 제시된 수 중 가장 작은 값 하나만 남김
		System.out.println(Math.min(99.9, 12.34));
		
		// 랜덤값 : 컴퓨터 시스템은 완벽한 난수가 아닌 시득닶에 따른 의사난수를 사용
		System.out.println(Math.random());
		
		// 가장 가까운 실수 구하기
		System.out.println(Math.rint(12.500001));
		
		// 반올림 : 소수점 아래값이 0.5 미만이면 정수를 그대로, 이상이면 1 증가
		System.out.println(Math.round(24.604));
        
        	// 혹은 Math 클래스 내에 정적변수로 자주 사용하는 상수값(원주율, 자연상수 등)도 제공
		System.out.println(Math.PI);
		System.out.println(Math.E);
	}
}

⑦ Wrapper(Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, Boolean, Character) : 기본 데이터 타입의 객체를 만들 때 사용

1. 예외를 처리하는 방법

※ 최근 자바 개발자들끼리 checked exception을 unchecked exception으로 전환시키는 것이 좋다는 결론을 내림

1) 예외 복구

// 일반적으로 예외를 던지는 경우
public void exceptionTest() throws SomeException {

}

// 어느정도 처리하고 예외를 던지는 경우
public void exceptionTest() throws SomeException {
    try {
        ...
    } catch (SomeException e) {
// 예외 처리의 필요성이 있을 때 어느정도 처리하고 던지는 경우
	throw e;
    }
}

- 예외 발생 시 다른 작업 흐름으로 유도 ( try ~ catch ~ finally )

- 예외가 발생해도 어플리케이션은 정상적인 흐름으로 진행됨

- 예외 발생 시 재시도를 통해 정상 흐름으로 진행되게 하거나 미리 예측하여 다른 흐름으로 유도시키도록 구현하면 예외가 발생하더라도 정상적으로 작업 종료 가능

2) 예외 처리 회피

public void exceptionTest() {
    try {
        ...
    } catch (SQLException e) {
// 더 명확하게 인지할 수 있도록 다른 예외로 전환해서 던지는 방법
	throw new DuplicationUserIdException(message);
    }
}

- 예외 처리를 직접 담당하지 않고 호출한 쪽으로 던져 회피하는 방법

- 무책임하게 상위 메서드로 throw를 던지는 행위는 상위 메서드의 책임이 증가하기 때문에 적절한 경우에만 사용하는 것이 좋음

3) 예외 전환

- 예외를 잡아 다른 적절한 예외로 전환하여 자신을 호출한 메서드로 던져버리는 방법

- 호출한 쪽에서 예외를 받아 처리 시 좀 더 명확하게 인지할 수 있도록 돕기 위한 방법

- 어쩔 수 없이 API에서 가져다 쓰는 기능(Thread.sleep() 등)은 checked exception이 강제되는 경우 어떤 로직을 호출하거나 실행하려 하는지 명시되는 문제가 발생

→ try ~ catch를 쓰되 catch 블럭에서 다른 runtimeException을 throw

→  예외를 유발했던 요소가 아닌 catch 블럭에서 일으킨 예외가 대신 콘솔에 찍힘

→  throw 되는 예외를 바꿔서 어떤 로직이 예외를 유발했는지 추론하기 어렵게 만들어 캡슐화 유지

1. 예외처리(Exception)

→ 오류 발생 가능성이 있는 부분에 대한 처리를 미리 프로그래밍 해주는 것

1) 컴파일러  체크 예외 (Checked Exception)

- 자바 소스를 컴파일하는 과정에서 예외 처리 코드를 검사하여 예외 처리 코드가 없다면 컴파일 오류 발생

- 실행하지 않고도 오류가 발생한 것을 알 수 있음

- Checked Exception은 필요하지 않다고 결론이 남

2) 실행 예외 (Runtime Exception)

- 컴파일하는 과정에서 예외처리 코드를 검사하지 않는 예외

- 개발자들 사이에서 실행 예외만 신경쓰기로 합의, 오로지 개발자의 경험에 의해 처리

- 실행 예외에 대한 예외처리 코드를 넣지 않았을 때 해당 예외가 발생하면 프로그램 즉시 종료

RuntimeException을 상속받는 예외들은 모두 Unchecked Exception이다.

둘 다 확인 시점은 실행 단계이고, rollback 여부는 설정에 따라 달라진다.

2. 실행 예외 (Unchecked Exception = Runtime Exception)

1) NullPointerException

→ 객체 참조가 없는 상태, null 값을 갖는 참조 변수로 객체 접근 연산자인 "."을 사용했을 때 발생

public class NullPointerEx {
	public static void main(String[] args) {
		String str = null;
		//str = "HELLO";
		
		// .toLowercase()는 모든 문자를 소문자로 만들어줌
		System.out.println(str.toLowerCase());
	}
}

참조형 변수로 선언한 str이 null값이므로 위와 같은 오류가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

2) ArrayIndexOutOfBoundsException

→ 배열에서 인덱스 범위를 초과하여 사용할 경우 발생

public class ArrayIndexEx {
	public static void main(String[] args) {
		int [] arr = {3, 6, 9};
		
		// 있지도 않은 인덱스 번호 조회하기, 그러나 문법상 오류는 없음
		System.out.println(arr[3]);
	}
}

배열의 길이가 3인데 존재하지 않는 3번 인덱스 값을 조회했으므로 위와 같은 오류가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 

3) NumberFormatException

→ 문자열로 되어 있는 데이터를 숫자로 변경하는 경우 발생

public class NumberFormatEx {
	public static void main(String[] args) {
		String a = "35";
		String b = "21";
		System.out.println(a + b);
		
		// str -> int 변환
		int i = Integer.parseInt(a); // 문자 35를 숫자 35로 변환
		int j = Integer.parseInt(b); // 문자 21을 숫자 21로 변환 
		System.out.println(i + j);
		
		// parseInt는 문자열 내부에 순수한 정수가 들어있어야 변환을 실행하며 
		// 정수값이 아니라면 NumberFormatException이 발생
		String s = "Hello";
		System.out.println(Integer.parseInt(s));
	}
}

s 변수는 String 타입으로 정수값이 아닌데 parseInt()는 문자열 내부에 순수한 정수가 있어야함 변환을 실행하기 때문에 위와 같은 오류가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

4) ClassCastException

→ 상속 관계나 인터페이스 관계가 없는 클래스들을 억지로 형 변환할 경우 발생

☆ 형 변환은 부모클래스 -자식클래스, 구현클래스-인터페이스 간에 발생 → 이 관계가 아니라면 다른 클래스로 타입 변환 불가

//하나의 클래스 파일에 2개 이상의 클래스 선언 가능 (자주 사용하지는 않음)
// 상속관계 : 부모 Animal을 상속한 자식 Dog, Cat
class Animal{}
class Dog extends Animal{}
class Cat extends Animal{}

public class ClassCastEx {
	public static void main(String[] args) {
		Dog d = new Dog();
		Animal da = d;
		d = (Dog)da;
		
		System.out.println("타입 변환 성공 : Animal -> Dog");
		
		Animal c = new Cat();
		Dog d2 = (Dog)c; // Cat은 Dog 타입으로 변환 불가
		
		System.out.println("타입 변환 성공? : Dog -> Cat");
	}
}

Cat과 Dog는 상속 관계에 있는 클래스가 아니므로 위와 같은 오류가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

3. 예외처리코드

1) try ~ catch

- 예외 발생 시 갑작스러운 종료를 막고 정상 실행을 유지할 수 있도록 처리하는 코드

- try~catch~finally 블록 : 생성자나 메서드 내부에서 작성되어 컴파일 예외나 실행 예외가 발생할 경우 예외처리

- try 블록 : 예외 발생 가능성이 있는 코드 작성 → 예외 발생 시 실행을 멈추고 catch 블록으로 이동

- finally 블록 : 예외 발생 여부와 상관없이 항상 실행 → 필수는 X, 로직이 블럭과 관련 있을 시 작성

※ finally 구문이 실행되지 않는 경우

① finally 구문 이전에 System.exit() 구문 호출 시

② 컴퓨터가 꺼져서 시스템이 멈추었을 시

③ finally 블록 내부에서 예외가 발생했을 시

public class TryCatchEx1 {
	public static void main(String[] args) {
		int i = 10;
		int j = 5;
		
		try { // 예외가 발생할 가능성이 있는 코드를 넣는 구역
			System.out.println(i / j); // 예외 발생 가능성이 있음
			System.out.println("예외 발생하지 않을 때만 실행됨");
		} catch(Exception e) { //catch 블럭에는 Exception의 종류를 기입
			System.out.println("0으로 나눠서 catch 블럭으로 넘어왔습니다.");
		} finally { // try, catch 둘 중 어느 블럭이라도 실행되면 마무리 블럭 실행
			System.out.println("어쨌든 잘 마무리 했습니다.");
		}
	}
}

변수 j가 5라면 try 블럭 안의 내용과 finally 블럭 내용이 출력된다.

변수 j가 0이라면 예외가 발생하여 catch 블럭으로 넘어가고 해당 내용과 finally 블럭 내용이 출력된다.

2) 다중 catch

- 여러 가지 예외가 발생한다면 다중 catch 블록 작성

- 상위 예외 클래스가 하위 예외 클래스보다 아래쪽에 위치해야 함

- 상위 예외 클래스의 catch 블록이 위에 있다면 하위 예외 클래스의 catch 블록은 실행되지 않음

- 자바 7 버전부터 하나의 catch 블록에서 여러 개의 예외 처리 가능

- catch() 괄호 안에 동일하게 처리하고 싶은 예외를 |로 연결 (※ 두 예외가 상속 관계에 있으면 안됨)

ublic class MultiCatchEx {
	public static void main(String[] args) {
		String data1 = "30";
		String data2 = "11";
		
		try {
			// NumberFormatException 발생 가능 (정수가 아닌 값이 들어갈 경우)
			int i = Integer.parseInt(data1);
			int j = Integer.parseInt(data2);
		
			// ArithmeticException 발생 가능 (j에 0이 들어갈 경우)
			int result = i / j;
			System.out.println("i / j = " + result);
		
			// NullPointerException 발생 가능
			String str = null;
			str.charAt(0); // 0번째 문자 얻기인데 null값인 경우
		} catch(NumberFormatException | NullPointerException e) {
			System.err.println("데이터를 숫자만 넣어주세요.");
			System.err.println("혹은 문자를 제대로 만들어주세요.");
		} catch(ArithmeticException e) {
			System.err.println("0으로 나눌 수 없습니다.");
		} catch(Exception e) { // 범용 에러 처리 (대부분의 에러를 다 커버)
			System.err.println("알 수 없는 에러가 발생했습니다.");
			System.err.println("복구중입니다.");
		}
	}
}

catch 블록은 위에서부터 차례대로 검색되고, 예외 발생 시 해당하는 예외처리를 할 수 있게 된다.

위 예제의 경우 NullPointerException 예외만 발생하므로 첫번째 catch 블록의 내용만 출력하는 것을 확인할 수 있다.

3) throws

- 메서드나 생성자를 호출한 곳으로 예외를 던지는 방법 → 예외 처리를 직접 수행하지 않고 메서드 호출자에게 던짐

- try 블록 내부에서 호출되어야 하고, catch 블록에서 떠넘겨 받은 예외 처리를해야 함

- throws가 붙어있는 메서드는 반드시 try 블록 내부에서 호출되어야 하고, catch 블록에서 떠넘겨 받은 예외를 처리해야 함

- main() 메서드에서 throws를 사용하는 것은 예외처리를 JVM에게 넘기겠다는 의미

  ※ JVM은 예외를 직접 처리해주지 않고 예외 메시지만 출력하고 프로그램 종료

public class ThrowsEx {
	public static String[] greetings = {"안녕", "싸왓디", "헬로"};
	
	// 예외의 원인이 메서드 선언부가 아닌 호출부에 있을 경우
	// 메모리 영역이 다르므로 예외처리를 메서드 호출지역으로 떠넘겨줘야 함
	// 이를 throws라고 하고, 메서드 혹은 생성자 호출 시 예외처리를 강요할 때 사용
	public static void greet(int idx) {
		try {
			System.out.println(greetings[idx]);
		} catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
			// 코드 안적어도됨
		}
		
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		// throws가 붙어 있는 메서드나 생성자 호출 시에는
		// 해당 메서드를 try 블록 내부에서 호출해야 예외처리를 진행해줌
		greet(3);
	}
}

위 예제에서 greetings 배열의 크기가 3인데 4번째 인덱스를 조회하고 있으므로 ArrayIndexOutOfBoundsException이 발생하고, 이 경우 위와 같이 greet 함수에서 예외처리를 해줄 수 있다. 하지만, 객체 지향 측면에서 해당 메서드의 책임이 많아지므로 위 코드는 좋은 코드가 아니다. 

public class ThrowsEx {
	public static String[] greetings = {"안녕", "싸왓디", "헬로"};
	
	// 예외의 원인이 메서드 선언부가 아닌 호출부에 있을 경우
	// 메모리 영역이 다르므로 예외처리를 메서드 호출지역으로 떠넘겨줘야 함
	// 이를 throws라고 하고, 메서드 혹은 생성자 호출 시 예외처리를 강요할 때 사용
	
	// 해당 예외가 발생하면 호출부(여기서는 main)에게 처리를 떠넘기는 것				
	public static void greet(int idx) throws Exception {
		System.out.println(greetings[idx]);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		// throws가 붙어 있는 메서드나 생성자 호출 시에는
		// 해당 메서드를 try 블록 내부에서 호출해야 예외처리를 진행해줌
		try {
			greet(3);
		} catch(Exception e) {
			// .printSackTrace()는 예외발생 경로를 추적하는 메세지 출력
			// 주로 개발 과정에서 예외의 원인을 역추적할 때 유용
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("프로그램 정상 종료!");
	}
}

위와 같이 throws가 붙은 greet() 메서드 호출 시 해당 메서드가 호출되고 있는 메인함수 쪽에서 예외처리를 진행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

위와 같이 예외처리가 잘 이루어지고, 프로그램이 정상 종료된 것을 확인할 수 있다.

public class ThrowsEx2 {
	public void aaa(int n) throws Exception {
		System.out.println("aaa 호출");
		int i = 10 / n;
		System.out.println("계산 결과 : " + i);
		System.out.println("aaa 실행 중");
	}
	
	public void bbb() throws Exception {
		System.out.println("bbb 호출");
		aaa(0);
		System.out.println("bbb 실행 중");
	}
	
	public void ccc() throws Exception {
		System.out.println("ccc 호출");
		bbb();
		System.out.println("ccc 실행 종료");
	}
	
	public ThrowsEx2() throws Exception {
		System.out.println("생성자 호출");
		ccc();
		System.out.println("생성자 실행 종료");
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		try {
			ThrowsEx2 te = new ThrowsEx2();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("진짜 코드 호출 끝!");
	}
}

4) throw

- 예외를 강제로 발생시키려면 throw 키워드 이용 → 개발자가 직접 예외 클래스를 정의하여 만들 수 있음

public class ThrowEx {
	public static int calcSum(int n) throws Exception {
		// 프로그램이 throw 구문을 만나는 순간 예외를 즉시 발생시키고,
		// 해당 예외를 처리해줄 catch 블록이 있는지 검색
		if(n <= 0) {
			throw new Exception(); // 예외도 클래스로 정의되기 때문에 인스턴스 생성
		}
		int sum = 0;
		for(int i = 1; i <= n; i++) {
			sum += i;
		}
		return sum;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		try {
			int result1 = calcSum(100);
			System.out.println("1~100까지의 누적합 : " + result1);
			
			int result2 = calcSum(-100);
			System.out.println("1~100까지의 누적합 : " + result2);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
			System.err.println("매개값을 양수로 전달해주세요.");
		}
	}
}

throw 키워드가 없다면 위 코드에서 논리적으로는 문제가 없기 때문에 정상적으로 작동한다.

하지만, 반복문 사용 시 i 값에 음수가 들어간다면 반복문을 실행하지 않기 때문에 위 예시에서는 throw를 사용하여 강제로 예외처리를 해주는 것이 좋다.

객체 생성 시 throw 키워드를 붙여주면 위와 같이 강제로 설정한 예외처리를 해주는 것을 확인할 수 있다.

5) 사용자 정의 예외

- 자바 표준 API에서 제공하는 예외 클래스만으로 다양한 종류의 예외를 표현할 수 없는 문제가 발생

- 일반 예외로 선언할 경우 Exception 클래스 상속, 실행 예외로 선언할 경우 RuntimeException 클래스 상속

- 사용자 정의 예외 클래스의 이름은 Exception으로 끝나는 것이 좋음

// 잔고 불충분 예외
// 사용자 정의 예외 클래스 생성 시 Exception 클래스나 RuntimeException 클래스 상속
public class BalanceInsufficientException extends RuntimeException {
	// 일반적으로 사용자 정의 예외 클래스를 만들 때는 
	// 기본 생성자와 예외원인 메세지를 받는 생성자를 두 개 오버로딩하여 선언만 해줌
	public BalanceInsufficientException() {};
	
	public BalanceInsufficientException(String message) {
		super(message);
	}
}

// 음수값 입금 예외
public class DepositMinusMoneyException extends RuntimeException {
	public DepositMinusMoneyException() {}
	
	public DepositMinusMoneyException(String message) {
		super(message);
	}
}

public class Account {
	private long balance;
	
	public long getBalance() {
		return this.balance;
	}
	
	// 음수로 입금할 경우 강제 예외처리
	public void deposit(int money) throws DepositMinusMoneyException {
		if (money < 0) {
			throw new DepositMinusMoneyException("음수로 입금할 수 없습니다.");
		}
		this.balance += money;
	}
	
	// 인출 시 잔액이 부족한 경우 강제 예외처리
	public void withdraw(int money) throws BalanceInsufficientException {
		if(this.balance < money) {
			throw new BalanceInsufficientException("잔고가 부족합니다.");
		}
		this.balance -= money;
	}
}

public class MainClass {
	public static void main(String[] args) {
		Account acc = new Account();
		
		try {
			acc.deposit(100000);
			System.out.println("입금 후 잔액 : " + acc.getBalance() + "원");
			acc.withdraw(100000);
		} catch(BalanceInsufficientException e) {
			// 예외 클래스가 제공하는 getMessage() 메서드는 예외의 원인 메세지를 String 타입으로 리턴
			// 자바 표준 API에서 제공하는 다양한 예외클래스들은 각각의 예외 원인 메세지가 기본적으로 객체 안에 저장
			e.printStackTrace();
			// 생성자에서 제공해준 메세지 그대로 출력
			System.err.println(e.getMessage());
		} catch(DepositMinusMoneyException e) {
			e.printStackTrace();
			System.err.println(e.getMessage());
		}
		System.out.println("출금 후 잔액 : " + acc.getBalance() +"원");
	}
}

위와 같이 어떤 종류의 예외가 발생했는지 정확히 알 수 있기 때문에 유지보수성을 높일 수 있다.

1. Shell Script

→ 실행할 명령어를 미리 파일에 작성해두고 매크로처럼 실행

1) 셔뱅을 이용하는 방법

ex) du -h ~ | tall -n 1 : 홈 디렉토리의 파일 사용량 출력

위와 같은 명령어는 직접 타이핑하기 불편함 쉘 스크립트로 작성해두고 짧게 실행하는 것이 효율적

#!/bin/bash : 셔뱅

#! 뒤에 오는 파일/경로를 실행매개로 간주하고 명령을 내린다는 의미 → 어디에서 해당 파일을 실행하든 /bin/bash를 통해 실행

위와 같이 해당 파일에 실행 권한을 준 후 ./파일명을 통해 실행하면 위와 같이 동일한 결과가 출력되는 것을 확인할 수 있다.

2) source 명령어를 이용하는 방법

위와 같이 source 명령어를 이용해서도 쉘 스크립트 실행이 가능하고,

source를 사용하면 셔뱅을 적지 않아도 현재 실행한 쉘을 이용해 스크립트를 실행한다.

위와 같이 "."를 사용하여 source 명령어를 대체할 수 있지만 가독성 문제로 source를 사용하여 실행한다.

3) source와 ./ 실행의 차이점

위와 같이 vim 에디터를 이용해 test1.sh 파일을 생성하고, poiuqwer라는 사전에 지정된 적 없는 리눅스 명령어를 실행한다.

alias 명령어로 별명을 등록할 수 있고, 해당 명령을 실행하면 poiuqwer은 ls -alF로 대체된다.

또한, source 명령어로 해당 파일을 실행해보면 ls -alF 명령을 수행한 결과가 잘 출력되는 것을 확인할 수 있다.

하지만, 위와 같이 . 명령어를 사용하여 실행하면 command not found 오류가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

. 명령어로 실행 시 새로운 쉘을 하나 더 순간적으로 열게 되는데 이 때 새로운 쉘에는 alias 설정이 되어 있지 않기 때문에 해당 명령을 수행하지 못한다.

4) 쉘스크립트의 배치

→ 파일 관리 용이성을 위해 쉘스크립트를 모아두어야 함

먼저, ~/bin 디렉토리를 생성하고 해당 경로로 모든 쉘 스크립트를 옮긴다.

어떤 경로에서든 파일명만 적어도 실행되도록 만드는 것이 효율적이다. → 전역 경로 설정

검색 경로에 ~/bin을 추가하기 위해 ~/.profile 파일에 위와 같은 PATH를 추가해준다.

위 명령어를 실행하면 즉시 적용되고, 해당 작업을 수행한 계정은 어디서든 .sh 파일을 호출할 수 있다.

위와 같이 파일명만 입력해도 쉘스크립트에 작성해뒀던 명령어가 잘 실행되는 것을 확인할 수 있다.

5) 전역 경로 비활성화

shopt -u sourcepath 명령어를 사용하면 source 명령어 사용 시 해당 단축경로를 비활성화할 수 있다.

위와 같이 현재 경로에 test.sh 파일이 없기 때문에 source 명령어를 사용하여 실행하면 오류가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

2. Shell Script 작성하기

1) 개행

- 실제 쉘 스크립트는 여러줄로 작성

- 여러 줄 명령어를 순차적으로 실행시킬 때 기본적으로 엔터키를 눌러 개행시키면 순차적으로 하나씩 실행

위와 같이 엔터로 개행시킨후 실행해보면 쉘스크립트에 작성했던 명령들이 잘 수행되는 것을 확인할 수 있다.

- 엔터키 개행 대신 ;로 대체 가능

위와 같이 ; 로 수정해도 같은 결과로 동작되는 것을 확인할 수 있다.

2) 개행 무시

\ (역슬래시)를 사용하여 여러줄을 한 줄에 쓴 것처럼 동작시킬 수있다.

위와 같이 개행이 있지만 echo "root" 명령을 한 결과가 출력되는 것을 확인할 수 있다.

3) 주석 : #

4) 변수 

변수명=저장할내역 : 변수 저장

$변수명 : 변수값 참조

기본적으로 위와 같이 변수를 저장하고 사용할 수 있다.

\$문자 : 일반문자 그대로 출력

\\$문자 : 백슬래시 문자(변수값) 출력

\\\$문자 : 백슬래시 일반문자 출력

5) quote : 따옴표

홑따옴표 : 변수값 포매팅 X

쌍따옴표 : 변수값 포매팅 O

위와 같이 홑따옴표는 일반 문자를 그대로 출력하고, 쌍따옴표는 해당 이름의 변수값이 출력되는 것을 확인할 수 있다.

만약 변수값 대입이 아닌 $name을 출력하고 싶다면 마찬가지로 \ (역슬래쉬)를 붙여주면 된다.

6) 명령어 치환

특정 명령어를 수행한 결과를 파일 이름 등으로 사용하고 싶은 경우 $(명령어) 로 이용 가능

위와 같이 $(명령어)를 이용해 변수를 생성하고 파일 생성 명령어 touch를 이용하는 쉘스크립트를 작성했다.

쉘스크립트를 실행해보면 위와 같이 touch $filename 명령이 잘 수행된 것을 확인할 수 있다.

7) 파라미터 전달

쉘 스크립트에서는 파라미터의 위치에 따라 $번호에 해당하는 변수에 대입된다. ($0부터 시작)

위와 같은 쉘스크립트를 작성해주고

위 파일을 실행해보면 위와 같이 파라미터 위치에 따라 0부터 순서대로 해당 변수에 대입되는 것을 확인할 수 있다.

위와 같이 전달된 인자의 개수가 몇 개인지는 $#를 사용하여 조회할 수 있다.

8) 제어문

① if문

- if [ 명령어 ]; then ~ else ~ fi

위와 같이 첫번째 파라미터 값이 bin이면 OK를, 아니면 NO를 출력하는 조건문을 작성했다.

※ if [ 명령어 ]; 입력 시 대괄호 안에 공백을 주의해야 한다.

※ 세미콜론이 있다면 then과 조건식이 같이 놓일 수 있지만 생략했다면 다음줄로 내려야 한다.

위와 같이 출력 결과가 잘 수행되는 것을 확인할 수 있다.

- 명령어의 종료 상태

$?를 사용하여 직전에 실행한 명령어의 상태를 조회할 수 있다.

기본적으로 명령어는 정상 종료 시 0을 가지지만, 에러 발생 시 0이 아닌 다른 번호를 가진다.

- if와 종료 상태

조건식을 작성하는 [ ] 역시 명령어이기 때문에 해당 조건식이 참이면 0, 거짓이면 0 이외의 숫자를 반환한다.

조건문 사용 시 반드시 [ ] 를 사용해야 하는 것은 아니고 위와 같이 참과 거짓을 판단할 수 있는 명령어라면 [ ] 없이도 사용이 가능하다.

- test 명령어로 [ ] 대신하기

위와 같은 조건문이 있을 때 [ ]를 test 명령어로 대체할 수 있다.

이처럼 [ ]를 사용했을 때와 같은 결과를 출력하는 것을 볼 수 있지만 [ ]가 가독성이 더 좋으므로 test 명령어를 잘 사용하지는 않는다.

- 문자열 비교

위 스크립트에서는 첫 파라미터(filename)가 null이라면 default.dat을, 값이 있으면 filename을 출력해준다.

위와 같이 결과가 잘 출력되는 것을 확인할 수 있다.

- 정수 비교

위와 같이 기본적으로 max 변수에는 첫번째 파라미터 값이 들어 있고, -lt로 두 값을 비교하여 두번째 파라미터 값이 더크다면 max를 두 번째 파라미터로 넣어주는 조건문을 작성했다.

위와 같이 조건에 따라 결과가 잘 수행되는 것을 확인할 수 있다.

- 파일 비교

- 연산자 결합

연산자 결합 역시 ( )를 이용하여 우선순위를 다르게 지정할 수도 있다.

- &&와 ||를 활용한 명령어 순차평가

위와 같이 && 연산자를 이용하여 iftest.sh 파일이 존재하기 때문에 ifex.sh의 내용을 잘 출력하는 것을 볼 수 있다.

위와 같이 || 연산자를 이용하여 ifor.sh 파일이 존재하지 않기 때문에 ifor.sh 파일을 잘 생성해주는 것을 볼 수 있다.

② for문

- for 변수 in 리스트 ~ do ~ done

위와 같이 반복문을 작성할 수 있고 name이라는 변수에 값을 차례로 넣어 출력하는 것을 확인할 수 있다.

head : 맨 위부터, tail : 맨 뒤부터

위와 같이 경로에 따라서는 와일드카드를 사용할 수도 있고, 현재 경로의 모든 .sh 파일의 내용을 세번째 줄까지 출력해주는 것을 확인할 수 있다.

- seq 1 5 : 1~5 출력

for을 쓰지 않고 seq을 이용하여 더 간단하게 반복문을 사용할 수 있다.

위와 같이 seq을 이용하여 현재 경로에 5개의 파일을 생성하라는 코드를 작성할 수 있다.

실행 후 확인해보면 위와 같이 5개의 파일이 잘 생성된 것을 확인할 수 있다.

- 커맨드라인으로 보낸 인자 일괄처리

"$@"를 in 우변에 사용하면 받은 파라미터를 전부 반복문 타겟으로 잡는다.

위 코드는 paratest.sh를 실행하며 넘긴 모든 인자를 $@에 받아 처리해준다는 의미이다.

이와 같이 파라미터 값들이 다 넘겨지고 출력되는 것을 확인할 수 있다.

③ case문 : if문보다 강한 분기처리

case 문자열 in 패턴1) ~ ;; 패턴2) ~ ;; esac

case문을 사용하여 첫번째 파라미터 값이 start나 stop인 경우에만 checked가 출력되도록 하는 코드를 작성했다.

위와 같이 분기문이 잘 처리되어 결과가 출력되는 것을 확인할 수 있다.

④ while문 : 조건이 거짓이 될 때까지 반복

i 값이 10보다 작은 경우 계속 반복하는 while문을 작성했다.

실행해보면 위와 같이 반복문이 수행된 결과가 잘 출력되는 것을 확인할 수 있다.

⑤ until문 : while문과 반대로 조건이 거짓인 동안만 실행

위와 같이 until은 while과 사용법이 동일하게 수행된다.

⑥ C언어식 반복문

위와 같이 C언어식으로 반복문을 작성하는 것도 가능하다.

이 때 괄호는 겹쳐야 하고, 겹친 괄호 내에서는 변수에 $를 붙이지 않는다는 것을 주의해야 한다.

실행해보면 위와 같이 반복문이 잘 수행되는 것을 확인할 수 있다.

9) 셀 내부에서 함수 활용하기

function 함수명 (){
	실행문;
}

function 함수명 {
	실행문;
}

함수명(){
	실행문;
}

위의 세 가지 방식으로 쉘 내부에서 함수를 활용할 수 있다. 주로 세번째 방식을 사용한다.

date 결과와 디렉터리의 용량을 보여주는 du 명령어를 수행한 결과를 마지막 1줄만 출력하라는 homesize() 함수를 선언했고, 선언 후 homesize 함수를 호출해준다.

※ 쉘 함수는 반드시 호출구문 위쪽에 위치해야 한다.

위와 같이 수행 결과가 잘 출력되는 것을 확인할 수 있다.

또한, 종료코드는 return 상태코드 형식으로 전달하면 된다.

1. 시스템 구성정보 확인하기

2. top 명령어를 통해 프로세스 정보 조회하기

1) top 명령어

- top : 시스템 정보 확인 가능

- 구동된 시간, 로그인된 사용자 숫자, 실행 중인 프로세스의 개수, cpu, memory, swap 메모리의 사용량

- 우선순위, 조정 우선순위, 가상배정 메모리, 실제배정 메모리, 공통사용영역 등

2) VIRT, RES, SHR

- VIRT : VIRT + RES + SHR를 모두 포함한 영역, 각 Task에 할당된 메모리 전체

- RES : 할당된 메모리 중 실제로 사용되고 있는 물리 메모리의 양

- SHR : 다른 프로세스와 공유 중인 메모리의 양

3. 가상 메모리 배정과 memory commit

1) memory  commit : 메모리에 쓰기 작업이 들어가야 진짜 할당이 되도록 하는 것

- 메모리는 동적으로 배정

- 처음부터 할당 시 비효율적 → 최대 배분 상한선만 정해놓고 실제 쓰기 작업 시 진짜 할당 진행

2) 가상 메모리 배정의 이유

- fork() 프로세스 콜 : 현재 실행 중인 프로세스와 똑같은 프로세스를 하나 더 할당 → 실질적으로 사용하는 영역만 배정

- COW(Copy On Write) : 복사된 메모리 영역에 실제 쓰기 작업이 발생한 후에 실질적인 메모리 할당 시작

4. 프로세스의 상태 변화

- SHR의 S 항목 : 프로세스 상태 확인 가능

5. 프로세스의 우선순위

→ PR과 NI 항목을 통해 조절

- NI(Nice value) : 우선순위 → 숫자가 낮을수록 높은 값

- Run Queue : 우선순위별로 프로세스 연결

- Run Queue 상태에서 NI를 호출해 PR을 올리면 호출 우선순위가 올라가 실행될 확률이 높아지는 형식

6. Load Average

1) Load Average

- R/D 상태인 프로세스의 1, 5, 15분마다의 평균 개수

- 얼마나 많은 프로세스가 실행중이거나 대기중인지 나타내는 수치

- 값이 높을수록 실행/대기중인 프로세스가 많음을 의미

- 하나의 코어에 2개의 프로세스 vs 두 개의 코어에 2개의 프로세스

   → load average값은 같으나 가용자원 측면에서는 다르게 인식

위와 같이 uptime 명령어를 이용하여 load average를 계산할 수 있다.

2) CPU Bound vs I/O Bound

→ 부하의 종류에 따라 처리하는 방법론이 달라지기 때문에 구분하는 것이 중요

- CPU Bound : CPU의 자원(ex.연산)을 많이 필요로 하는 프로세스

- I/O Bound : 많은 I/O 자원(ex.디스크 쓰기)을 필요로 하는 프로세스

3) vmstat : 부하 원인 확인 (r, b 값이 중요)

- r : 현재 실행되기를 기다리거나 실행되고 있는 프로세스의 개수 → r이 높으면 CPU Bound일 확률이 높음

- b : I/O를 위해 대기열에 있는 프로세스의 개수 → b가 높으면 I/O Bound일 확률이 높음

4) Load Average가시스템에 끼치는 영향

Load Average 값이 같다고 해도 실제 시스템에 미치는 영향은 부하의 원인에 따라 달라짐

→ CPU나 I/O 자원에 대한 경합 정도에 따라 실제롤 딜레이되는 시간이 다를 수 있음

5) OS 버전과 Load Average

커널 차이로 인해 버그건 아니면 실제로 건 차이가 발생할 수도 있음

1. 인터페이스(Interface)

- 객체의 사용 방법을 정의한 타입으로 객체의 교환성을 높여줌 → 다형성을 구성하는 매우 중요한 역할

- interface 키워드로 선언, 클래스 이름 뒤에 implements 키워드로 구현

- 상수와 메서드만을 구성멤버로 가짐

- 데이터를 저장할 수 없기 때문에 데이터를 저장할 객체 또는 정적 변수 선언 불가능

- 인터페이스 선언된 변수는 public static final을 생략하더라도 자동으로 붙음

- 인터페이스의 메서드를 추상메서드 형식으로 선언하면 abstract를 생략하더라도 자동으로 붙음

- extends 키워드를 사용하여 인터페이스 간의 상속 구현 가능, 다중 상속 표현 가능

public interface RemoteController {
	// 최대 배터리량, 최소 배터리량을 상수로 지정
	int MAX_BATTERY = 100;
	int MIN_BATTERY = 0;
	
	// 리모콘이 가져야 하는 필수 기능에 대해서만 정의
	public void turnOn();
	public void turnOff();
	public void showStatus();
}

public class TVRemoteController implements RemoteController {
	private final int inch;
	private int channel;
	
	public TVRemoteController(int inch) {
		this.inch = inch;
		this.channel = 1;
	}
	
	@Override
	public void turnOn() {
		System.out.println("TV를 켭니다.");
	}

	@Override
	public void turnOff() {
		System.out.println("TV를 끕니다.");
	}

	@Override
	public void showStatus() {
		System.out.println("화면크기 : " + this.inch);
		System.out.println("채널 : " + this.channel);
	}
	
	public void setChannelDown() {
		// 1번까지만 채널이 있음
		if(this.channel - 1 < 1) {
			this.channel = 1;
		} else {
			this.channel--;
		}
	}
	
	public void setChannelUp() {
		this.channel++;
	}
}

public class RobotCleanerRemoteController implements RemoteController{
	public String modelName;
	public String price;
	
	// 로봇청소기 생성자
	public RobotCleanerRemoteController(String modelName, String price) {
		this.modelName = modelName;
		this.price = price;
	}
	
	@Override
	public void turnOn() {
		System.out.println("로봇청소기를 켭니다.");
	}

	@Override
	public void turnOff() {
		System.out.println("로봇청소기를 끕니다.");
	}

	// 로봇청소기에 맞는 정보조회
	@Override
	public void showStatus() {
		System.out.println("모델명 : " + this.modelName);
		System.out.println("가격 : " + this.price);
	}
}

public class MainClass {

	public static void main(String[] args) {
		// 인터페이스 역시 구현체를 다형성 형식으로 받을 수 있음
		RemoteController rc = new TVRemoteController(50);
		//RemoteController rc = new RobotCleanerRemoteController("imou", "280000");
	
		rc.turnOn();
		rc.showStatus();
		rc.turnOff();
	}
}

위와 같이 인터페이스를 이용하여 해당하는 타입의 객체를 생성할 수 있고, 해당 객체에서 구현한 함수에 따라 내용이 다르게 출력, 즉 다형성이 활용되는 것을 확인할 수 있다.

2. has - a 관계

- 상속의 전제는 is - a 관계

- 현실에서는 is - a 관계가 아니더라도 다른 객체의 기능을 쓸 수 있는 경우가 많음

  → has - a 관계로 설정해 객체 간 사용 구현

※ 현업에서는 상속보다 합성을 많이 이용한다. 

public class Gun {
	private int bullet;
	private String modelName;
	private String gunNumber;
	
	public Gun(String modelName, String gunNumber) {
		this.bullet = 5;
		this.modelName = modelName;
		this.gunNumber = gunNumber;
	}
	
	public void shoot() {
		if(this.bullet > 0) {
			this.bullet--;
			System.out.println("총을 쐈습니다.");
		} else {
			System.out.println("방아쇠를 당겼지만 총알이 없습니다.");
		}
	}
	
	public void reload() {
		this.bullet = 5;
	}
}

public class Police {
	// 상속 없이 Gun 기능을 사용하기 위해 멤버변수도 Gun을 가짐
	private Gun gun;
	private String name;
	private int height;
	
	public Police(Gun gun, String name, int height) {
		this.gun = gun;
		this.name = name;
		this.height = height;
	}
	
	public void shoot() {
		this.gun.shoot();
	}
	
	public void showStatus() {
		System.out.println("소유총기 : " + this.gun);
		System.out.println("총기이름 : " + this.name);
		System.out.println("총기크기 : " + this.height);
	}
}

public class MainClass {
	public static void main(String[] args) {
		// Gun을 new 키워드로 생성해야 Police 생성자에 전달 가능
		Gun gun = new Gun("M-16", "369486");
		
		// Gun을 사전에 생성하지 않으면 넘길 방법이 없음
		Police police = new Police(gun, "나경찰", 180);

		police.shoot();
		police.shoot();
		police.shoot();
		police.shoot();
		police.shoot();
		police.shoot();
	}
}