(Java) Integer 동등 연산(==) 결과에 대한 문제
Integer는 개발 시에 흔히 사용되는 래퍼 클래스이다. 오늘은 Integer를 동등 연산( == ) 할 때 발생하는 이슈에 대해서 알아보도록 하자.
Integer 동등 연산 문제 상황
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@Test
void integerEqualsTest() {
Integer comp1 = 128;
Integer comp2 = 128;
System.out.println("128 equals result = " + comp1 == comp2);
Integer comp3 = 127;
Integer comp4 = 127;
System.out.println("127 equals result = " + comp3 == comp4);
}
위 테스트 코드를 실행 결과를 예측해보자.
실행 결과는 아래와 같다.
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128 equals result = false
127 equals result = true
Integer는 래퍼 클래스(Wrapper Class)로 동등 연산자로 비교할 경우 참조 주소값으로 비교하기에 모두 false가 나와야 할 것 같지만, 127로 비교했을 때는 true를 반환했다. 이유를 하나씩 알아보자.
래퍼 클래스
래퍼 클래스는 기본 자료형을 객체로 다루기 위해 사용하는 클래스이다. 기본 자료형을 래퍼 클래스로 리터럴하면 자바의 컴파일러가 자동으로 오토박싱(Auto Boxing)이 처리된다. 반대로 래퍼 클래스를 기본 자료형으로 리터럴하면 오토언박싱(Auto Unboxing)이 된다.
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Integer comp3 = 127;
//기본 자료형을 래퍼 클래스로 Auto Boxing 처리
Integer comp3 = Integer.valueOf(127);
int comp4 = comp3;
//래퍼 클래스를 기본 자료형으로 Auto Unboxing 처리
int comp4 = comp3.intValue();
일반적으로 래퍼 클래스는 객체이기에 생성할 때 마다 변수에 참조 주소값이 저장된다. 따라서 동등 연산자로 비교할 경우 참조 주소값을 비교하기에 false가 나오는 것이 맞다.
그렇다면 Inter.valueOf(127)가 어떤식으로 객체를 생성하는지 살펴보자.
IntegerCache
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@IntrinsicCandidate
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
valueOf 메소드에는 IntegerCache라는 static 클래스를 사용하고 있는 걸 확인할 수 있다. valueOf의 매개변수 i가 low(-128)와 high(127)의 사이이면 새로운 객체를 생성하지 않고 IntegerCache.cache[]를 반환한다.
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private static class IntegerCache {
static final int low = -128;
static final int high;
static final Integer[] cache;
static Integer[] archivedCache;
static {
...
int size = (high - low) + 1;
// Use the archived cache if it exists and is large enough
if (archivedCache == null || size > archivedCache.length) {
Integer[] c = new Integer[size];
int j = low;
for(int i = 0; i < c.length; i++) {
c[i] = new Integer(j++);
}
archivedCache = c;
}
cache = archivedCache;
}
}
그렇다면 IntegerCache는 언제 초기화가 될까? IntegerCache는 static block에 의해 해당 클래스가 메모리에 로드되는 시점에 초기화된다. 이때 cache라는 배열에 -128에서 127 범위의 Integer 객체를 캐싱한다. 이렇게 해당 범위의 정수 객체를 캐싱처리하는 이유는 개발할 때 빈번히 사용되기 때문이다.
IntegerCache의 최대값은 JVM 옵션을 통하여 조정할 수 있다.
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-XX:AutoBoxCacheMax
또한 다른 래퍼 클래스(Byte, Short, Long, Character)도 위와 같은 Cache 기능을 가지고 있다. 하지만 Integer만 최대값을 조정할 수 있도록 되어있다.
Integer 생성자
다음으로 new Integer(int) 생성자에 대해서 추가로 알아보자.
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//이 생성자는
Integer comp5 = new Integer(127);
@Deprecated(since="9", forRemoval = true)
public Integer(int value) {
this.value = value;
}
위 Integer 생성자는 JDK 9 이후로 deprecated 되었다. 대신 Integer.valueOf(int)로 사용하길 권장하하고 있다. 이유는 ‘저장 공간 및 시간 성능이 향상될 가능성이 높다’ 라고 설명한다. 이 내용을 IntegerCache와 연관지어 생각한다면 빈번히 사용되는 정수값을 래퍼 클래스로 생셩할 때 IntegerCache를 통해 생성되지 않아도 될 객체를 선별하여 Heap 영역의 메모리를 줄일 수 있기 때문이다.
Integer의 동등 연산 결과에 대해 발생할 수 있는 이슈를 설명했다. 가장 중요한 것은 동등성(참조하는 객체가 같음)과 동일성(객체의 참조 값이 같음)을 명확히 구별해야한다. 래퍼 클래스의 동등성을 비교하기 위해 동등 연산( == )을 사용하는 경우가 있지만 대부분 동일성 비교를 위해 잘못 사용한다. 따라서 래퍼 클래스의 동등성을 비교할 때에는 equals 메소드를 사용하자.