[java] Integer Cache Class?

2020/11/23 - [개발로 쓰는 공부/Java 지식] - [Java] Wrapper class - Auto Boxing, Unboxing

[Java] Wrapper class - Auto Boxing, Unboxing

해당 글에서 Auto Boxing과 Auto Unboxing을 설명하며 아래와 같은 부분이 있었습니다.

Integer integerNumber = new Integer(1); 
Integer otherIntegerNumber = new Integer(1); 

// integerNumber와 otherIntegerNumber는 1이라는 Binary 값을 가지지 않습니다. 
// 1이라는 값이 담긴 Integer class의 주소를 담고 있기에 이 2가지 값의 주소가 다르므로 False 라는 결과가 나옵니다. 
System.out.println(integerNumber == otherIntegerNumber); 

// 결과 false

그러나 여기서 아주 재미있는 점이 있습니다.

// Test 1 Code
Integer integerNumber = 1;
Integer otherIntegerNumber = 1;
System.out.println(integerNumber == otherIntegerNumber);

위와 같은 코드에서 출력값은 어떤 값이 나올까요? true 일까요? false 일까요?

 

저번 포스팅에 따르면

Integer integerNumber = 1; 이것은 Integer integerNumber = Integer.valueOf(1);로

결국은 new Integer(1) 을 반환할 것이라 예상되겠죠?

그렇다면 Test 1 code는 결국 이전에 설명한 코드와 같은 코드이므로 false 라는 값이 나올까요...?

 

정답은 놀랍게도 true 가 나옵니다.

그럼 이전에 설명한 코드가 오류일까요? 아래 상황으로 넘어가 봅시다.

// Test 2 code 
Integer integerNumber = 128;
Integer otherIntegerNumber = 128;
System.out.println(integerNumber == otherIntegerNumber);

이 경우에는 false라는 값이 나오게 됩니다. 왜 이런 일이 발생하게 될까요?

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❓ IntegerCache class

이유를 알기 위해서 Integer Class안에 valueOf 메소드를 살펴보면 다음과 같은 코드를 발견할 수 있습니다.

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

위 코드를 잘 살펴보면, 받아온 i 라는 값이 캐싱된 최소값과 최대값 사이에 있다면 미리 캐시된 값을 던져주고 그렇지 않으면 새로운 Integer 인스턴스를 생성해 반환하고있다는 것을 알게됩니다.

 

직접 찾아보시면 위에 이유도 적혀있는데 간단히 말하자면.

-128~127의 값을 항상 캐싱하는데 이 사이의 값이 아주 빈번하게 사용되는 값이기 때문입니다.

 

캐싱을 하지 않는다면?
-128~127의 값을 항상 만들때마다 다른 곳에 만들어서 던져주어 Test 2 code에서 처럼 같은 128이라는 값이지만 다른 곳에 저장하게 됩니다.

즉 코드 안에서 여러번 -128~127 사이의 값으로 초기화가 이루어진다면 동일한 값이지만 메모리는 초기화 한 횟수만큼 늘어나게 되는것입니다.

 

자바는 이를 방지하고자 자주쓰이는 수를 미리 캐시하고 -128~127 사이의 값을 생성하여 초기화하는 경우 새로운 Integer 를 생성하지 않고 기존에 캐시해둔 값을 던져주어 메모리를 아낀다고 볼 수 있습니다.

이러한 캐시는 static block으로 IntegerCache class 가 메모리에 로드되는 처음에 초기화 됩니다.

 

또한 해당 클래스 상단 주석을 잘 읽어보면

/*
 * The cache is initialized on first usage.  The size of the cache
 * may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option.
 * During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
 * may be set and saved in the private system properties in the
 * sun.misc.VM class.
 */

위와 같은 부분이 있는데

-XX:AutoBoxCacheMax=<size>

해당 옵션을 JVM 옵션에 적어 캐시의 범위를 바꿀 수도 있습니다.

 

캐싱은 Integer뿐만 아니라 Byte, Short, Long, Charactor 에도 존재 합니다.

범위 수정은 Integer에서만 가능한것으로 보이고, 범위도 각각 조금씩 차이가 있습니다.