Java Class 하위에 변수를 몇개까지 선언할 수 있을까?

0. 배경

최근 자바 공부를 하면서 문득 궁금해졌습니다.

“Java 클래스 안에는 변수를 몇 개까지 선언할 수 있을까?”
“메서드 안의 지역 변수는 몇 개까지 선언할 수 있을까?”

막연히 ‘메모리가 허락하는 한’이라고 생각했지만 JVM 내부 구조와 한계를 정확히 알고 싶어서 직접 확인해보기로 했습니다.

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1. 문법적 제한은 없다

자바 언어 차원에서는 변수를 몇 개까지 선언할지 제한하지 않습니다.
즉 아래처럼 수천 개를 선언해도 문법 오류는 발생하지 않습니다.

public class BigClass {
    int a1;
    int a2;
    int a3;
    // ...
    int a10000;
}

하지만 JVM에는 “상수 풀(Constant Pool)” 제한이 있습니다.

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2. JVM 상수 풀(Constant Pool) 제한

클래스가 컴파일되면 .class 파일에는 다음 정보가 들어갑니다.

• 필드 정보 (field_info)
• 메서드 정보 (method_info)
• 상수 풀(Constant Pool): 문자열, 타입, 메서드 참조 등

상수 풀(Constant Pool)의 크기는 최대 65,535개 항목(= 2¹⁶ - 1) 으로 제한되어 있습니다.
즉, 필드, 메서드, 문자열 리터럴 등 클래스에 포함되는 모든 요소가 이 상수 풀을 공유합니다.

java.lang.ClassFormatError: constant pool count exceeds limit of 65535

너무 많은 변수를 선언하면 ClassFormatError가 발생할 수 있습니다.

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3. 실질적 한계: 메모리와 스택 프레임

• 인스턴스 변수 → 힙(Heap)에 저장
• 지역 변수(Local Variable) → 스택(Stack)에 저장

따라서 변수 개수가 많을수록:

• 객체당 힙 메모리 증가
• GC(가비지 컬렉션) 부하 증가
• 생성 시 OutOfMemoryError 발생 가능

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정리 

문법적 제한	없음	Java 문법 수준
클래스 파일 제한	약 65,535개 요소	JVM Constant Pool
실행 시 메모리 제한	JVM Heap, OS 메모리	물리적 자원 한계

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4. 그럼 메서드는 제한이 있을까?

 

이론상 65,535개지만 서드 바이트코드 길이 제한 64KB 때문에 그전에  에러가  터집니다 

이유는

- 메서드 내 코드 크기(bytecode length)가 64KB를 넘을 수 없습니다.  
    (`method_info`의 `code_length`는 16비트 제한)
    
- 변수를 65,000개 선언하려면 코드가 64KB를 넘기 때문에  
    실제로는 수백~수천 개 수준에서 이미 컴파일 실패합니다.

JVM Local Variable Table 구조

메서드 호출 시 JVM은 스택 프레임(Stack Frame)을 생성하고 그 안에 변수를 저장합니다.

구성 요소역할

Local Variable Table	메서드 내부 변수 저장
Operand Stack	계산 중간 결과 저장
Constant Pool Reference	클래스 상수 풀 참조

• 각 변수는 1개 슬롯(slot) 차지 (long, double은 2 슬롯)
• 최대 65,535 슬롯 제한

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void test() {
    int[] arr = new int[70000]; // 배열은 가능
    int a1, a2, a3, ..., a70000; // X 불가능
}

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5. 그렇다면 C 언어에서는?

C 언어에서는 클래스라는 개념은 없지만 구조체나 전역 변수를 포함한 클래스 변수(멤버 변수와 유사한 개념)는 문법상 제한이 없습니다.단 객체 크기가 커지면 힙/스택 메모리 한계 때문에 실질적 한계가 존재합니다.

• 지역 변수는 스택 크기가 한계를 결정합니다
  • 기본 스택 크기: 1~8MB (OS/컴파일러 설정)
  • 스택 초과 시 Stack Overflow 발생

함수(메서드) 개수 제한

• C 언어에서는 함수 선언 개수 자체에 문법적 제한은 없음
• 단 컴파일러와 링커가 처리할 수 있는 심볼 테이블 크기나 객체 코드 크기 한계가 존재
• 즉, 수천~수만 개 함수까지는 대부분 문제 없이 컴파일 가능하지만, 극단적으로 많으면 링커 오류 발생 가능

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6.마치며

처음에는 단순히 변수를 몇 개까지 선언할 수 있을까?가 궁금했지만, 조사하면서 자바 JVM의 상수 풀(Constant Pool)과 메서드 구조가 변수 한계와 밀접하게 연관되어 있다는 것을 알게 되었습니다.
덕분에 JVM 내부 구조를 더 잘 이해하게 되었습니다.