AutoBoxing / Unboxing

이번 글은 Java를 오래 사용한 개발자도 한 번쯤은 실수하는 주제다.

특히 면접에서도 자주 나오는 질문이다.

 

Integer a = 100;
Integer b = 100;

System.out.println(a == b);

 

왜 true가 나오는지,

반대로

 

Integer a = 1000;
Integer b = 1000;

System.out.println(a == b);

 

는 왜 false가 나오는지 이해하려면 반드시 알아야 하는 개념이다.

하지만 그 전에 먼저 AutoBoxing / Unboxing을 이해해야 한다.

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AutoBoxing / Unboxing

primitive 타입과 Wrapper 객체를 컴파일러가 자동으로 변환해 주는 기능

(Java 5부터 지원)

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먼저 primitive와 Wrapper를 구분하자.

Java에는 두 종류의 타입이 있다.

primitive 타입

byte
short
int
long
float
double
char
boolean

 

메모리에 값 자체를 저장한다.

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Wrapper 클래스

Byte
Short
Integer
Long
Float
Double
Character
Boolean

 

primitive를 객체(Object)로 감싼 클래스이다.

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왜 Wrapper가 필요할까?

다음 코드는 가능할까?

 

List<int> list = new ArrayList<>();

 

불가능하다.

컴파일 오류가 발생한다.

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왜냐하면

Collection은

 

class ArrayList<E>

 

처럼 Generic으로 만들어져 있기 때문이다.

Generic의 타입은

Object

 

를 상속하는 타입만 사용할 수 있다.

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하지만

 

int

 

는 객체가 아니다.

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그래서

int

↓

Integer(Object)

↓

List<Integer>

 

를 사용하는 것이다.

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Java 1.4였다면

Java 1.4에서는

직접 변환해야 했다.

 

Integer number =
        Integer.valueOf(10);

int value =
        number.intValue();

 

매우 번거롭다.

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Java 5부터

컴파일러가 자동으로 변환해 준다.

 

Integer number = 10;

 

우리는 이렇게 작성하지만,

컴파일러는 내부적으로

 

Integer number =
        Integer.valueOf(10);

 

로 바꾼다.

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이것이 AutoBoxing이다.

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AutoBoxing

primitive

↓

Wrapper

자동 변환

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예제

 

Integer number = 10;

 

컴파일러가

 

Integer number =
        Integer.valueOf(10);

 

로 변경한다.

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또 다른 예제

 

List<Integer> list =
        new ArrayList<>();

list.add(10);

 

우리는 int를 넣었다.

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컴파일러는

 

list.add(
    Integer.valueOf(10)
);

 

으로 변경한다.

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즉,

int

↓

Integer

↓

List 저장

 

이다.

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Unboxing

반대 과정이다.

 

Integer number = 100;

int value = number;

 

우리는 이렇게 작성하지만,

컴파일러는

 

int value =
        number.intValue();

 

로 변경한다.

---

즉,

Integer

↓

int

자동 변환

 

이다.

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연산도 가능하다.

 

Integer a = 10;
Integer b = 20;

int result = a + b;

 

우리는 객체끼리 더했다고 생각한다.

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실제로는

컴파일러가

 

int result =
        a.intValue()
        +
        b.intValue();

 

로 바꾼다.

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비교도 마찬가지이다.

 

Integer a = 100;

if (a == 100) {

}

 

컴파일러는

 

if (a.intValue() == 100) {

}

 

로 변경한다.

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그래서

primitive 비교

 

가 수행된다.

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여기서 가장 위험한 부분

다음 코드는 안전할까?

 

Integer number = null;

int value = number;

 

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컴파일러는

 

int value =
        number.intValue();

 

로 변경한다.

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실행하면

NullPointerException

 

이 발생한다.

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왜 NPE가 발생할까?

메모리를 보면

Integer number

↓

null

 

이다.

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그런데

 

number.intValue()

 

를 호출한다.

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즉,

null.intValue()

 

와 같다.

그래서

NullPointerException

 

이 발생한다.

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실무에서 자주 발생하는 예

 

Map<String, Integer> map =
        new HashMap<>();

int count =
        map.get("A");

 

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만약

"A"

 

가 없다면

 

map.get("A")

 

는

null

 

을 반환한다.

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컴파일러는

 

int count =
        map.get("A").intValue();

 

처럼 처리한다.

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결과

NullPointerException

 

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그래서 실무에서는

 

Integer count =
        map.get("A");

if (count != null) {

}

 

또는

 

int count =
        map.getOrDefault("A", 0);

 

를 많이 사용한다.

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성능도 생각해야 한다.

primitive

 

int value = 10;

 

메모리

Stack

10

 

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Wrapper

 

Integer value = 10;

 

메모리

Stack

reference

↓

Heap

Integer 객체

↓

10

 

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객체가 하나 더 생성된다.

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대량 반복에서는

 

for (int i = 0; i < 1000000; i++) {

}

 

가

 

for (Integer i = 0; i < 1000000; i++) {

}

 

보다 훨씬 효율적이다.

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Stream에서도 자주 보인다.

 

List<Integer> list =
        List.of(1, 2, 3);

int sum =
        list.stream()

            .mapToInt(Integer::intValue)

            .sum();

 

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왜

 

mapToInt()

 

를 사용할까?

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Stream<Integer>

↓

IntStream

↓

primitive int 사용

↓

Boxing 제거

↓

성능 향상

 

때문이다.

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AutoBoxing은 컴파일러 기능이다.

중요한 점은

JVM이 자동 변환하는 것이 아니다.

 

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컴파일 단계에서

 

Integer number = 10;

 

를

 

Integer number =
        Integer.valueOf(10);

 

로 바꾼다.

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즉,

작성 코드

↓

컴파일러 변환

↓

바이트코드

↓

JVM 실행

 

순서이다.

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그림으로 정리

AutoBoxing

int

↓

컴파일러

↓

Integer.valueOf()

↓

Integer 객체

 

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Unboxing

Integer

↓

컴파일러

↓

intValue()

↓

primitive int

 

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면접 포인트

AutoBoxing이란?

primitive 타입을 Wrapper 객체로 컴파일러가 자동 변환하는 기능이다.

Unboxing이란?

Wrapper 객체를 primitive 타입으로 컴파일러가 자동 변환하는 기능이다.

가장 주의해야 할 점은?

 

Integer number = null;

int value = number;

 

은 내부적으로

 

number.intValue();

 

가 호출되므로 NullPointerException이 발생한다.

성능 관점에서는?

• 반복문, 계산 로직에서는 primitive를 우선 사용한다.
• Collection, Generic에서는 Wrapper를 사용한다.
• Stream에서는 mapToInt(), IntStream 등을 활용해 불필요한 Boxing/Unboxing을 줄이는 것이 좋다.

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다음 글 추천

다음은 Integer Cache가 가장 자연스럽다.

이 글을 보면

 

Integer a = 100;
Integer b = 100;

System.out.println(a == b); // true

Integer c = 1000;
Integer d = 1000;

System.out.println(c == d); // false

 

가 왜 발생하는지 JVM 내부 동작까지 이해할 수 있고, ==와 equals()의 차이도 완전히 정리할 수 있다.