[Effective Java] 아이템 6 - 불필요한 객체 생성을 피하라

 

 

똑같은 기능의 객체를 매번 생성하기보다는 객체 하나를 재사용하는 편이 나을 때가 많다.

재사용은 빠르고 세련되다.

특히 불변 객체는 언제든지 재사용할 수 있다.

 

다음 코드는 하지 말아야 할 극단적인 예시이다.

String s = new String("신동훈");

 

이 문장은 실행될 때마다 String 인스턴스틀 새로 만든다. 완전히 쓸데없는 행위다.

생성자에 넘겨진 "신동훈" 자체가 이 생성자로 만들어내려는 String과 기능적으로 완전히 똑같다.

이 문장이 반복문이나 빈번하게 호출되는 메서드 안에 있다면 쓸데없는 String 인스턴스가 수백만 개 만들어질 수도 있다.

 

String s = "신동훈";

이 코드는 새로운 인스턴스를 매번 만드는 대신 하나의 String 인스턴스를 사용한다.

이에 관련되서는 아래 게시물을 참고하면 좋을 것 같다.

[Java] String Constant Pool

 

 

생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 제공하는 불변 클래스에서는 정적 팩터리 메서드를 사용해서 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.

예컨데 Boolean(String) 생성자 대신 Boolean.valueOf(String) 팩터리 메서드를 사용하는 것이 좋다.

TRUE와 FALSE는 이미 만들어서 캐싱해둔 Boolean 객체이다.

 

 

생성자는 호출할 대마다 새로운 객체를 만들지만, 팩터리 메서드는 전혀 그렇지 않다.

불변 객체 뿐 아니라 가변 객체의 경우에도 사용 중에 변경되지 않을 것임을 안다면 재사용할 수 있다.

 

생성 비용이 아주 비싼 객체도 존재한다.

이런 '비싼 객체'가 반복해서 필요하다면 캐싱하여 재사용하길 권한다.

 

안타깝가게 자신이 만드는 객체가 비싼 객체인지를 매번 명확히 알 수는 없다.

 

예를 들어 다음 코드를 보자.

 

static boolean isRomanNumeral(String s){
    return s.matches("^(?=.)M*(C[MD]|D?C{0,3})"+
            "(X[CL]|L?X{0,3})(I[XV]|V?I{0,3})$");
}

 

String.matches 사용하면 내부적으로 Pattern 인스턴스를 생성한다. 그러나 이는 단 한 번 쓰여지고 곧바로 가비지 컬렉션의 대상이 되어버린다.

Pattern은 입력받은 정규표현식에 해당하는 유한 상태 머신(finate state machine)[https://www.youtube.com/watch?v=ZfW7FwuBd90]을 만들기 때문에 인스턴스 생성 비용이 높다.

 

 

성능을 개선하기 위해서는 필요한 정규표현식을 표현하는 Pattern 인스턴스를 클래스 초기화 과정에서 직접 생성해 캐싱해두고, 나중에 isRomanNumeral 메서드가 호출될 때마다 이 인스턴스를 재사용한다.

public class RomanNumerals {

    private static final Pattern ROMAN = Pattern.compile("^(?=.)M*(C[MD]|D?C{0,3})"+
            "(X[CL]|L?X{0,3})(I[XV]|V?I{0,3})$");
    static boolean isRomanNumeral(String s){
        return ROMAN.matcher(s).matches();
    }
}

 

위의 코드는 캐싱을 사용하여 불필요한 객체 생성을 피하긴 하였으나

클래스가 초기화된 후 이 메서드를 사용하지 않는다면 ROMAN이 쓸데없이 초기화된 꼴이 된다.

 

지연 초기화 전략으로 불필요한 초기화를 예방할 수 있으나, 코드를 복잡하게 만들며, 성능은 크게 개선되지 않는 경우가 많으므로 권하지는 않는다.

 

 

불필요한 객체를 만들어내는 또 다른 예시로는 오토박싱(auto boxing)이 있다.

오토박싱은 프로그래머가 기본 타입과 박싱된 기본 타입(Wrapper Class)를 섞어서 사용할 때 자동으로 상호 변환해주는 기술이다.

public static long sum(){
    Long sum = 0L;
    for (long i = 0; i<= Integer.MAX_VALUE; i++){
        sum += i;
    }
    return sum;
}

위 코드는 sum 변수를 long 이 아닌 Long으로 선언해 주는 단 하나의 실수 때문에, 불필요한 Long 인스턴스가 2^31개나 만들어진다.

단순히 Long을 long으로만 바꾸어 주면 성능이 족히 6배는 빨라진다.

 

교훈은 다음과 같다.

박싱된 기본 타입보타는, 기본 타입을 사용하고, 의도치 않은 오토박싱이 숨어들지 않도록 주의하자.

 

 

 

 

 

정리

이번 아이템은 "불필요한 객체 생성을 피하자"가 주제이지만, 이를 "객체 생성은 비싸니 피해야 한다"로 오해하면 안된다.

 

요즘의 JVM은 별다른 일을 하지 않는 작은 객체를 생성하고 회수하는 일이 크게 부담되지 않는다.

프로그램의 명확성, 간결성, 기능을 위해서 객체를 추가로 생성하는 것이라면 일반적으로 좋은 일이다.

 

또한, 아주 무거운 객체가 아니고서야 단순히 객체 생성을 피하고자 스스로 객체 풀(pool)을 만드는 일도 없어야 한다.

물론 데이터베이스 커넥션 풀 같은 경우에는 생성 비용이 워낙 비싸기에 만들어두고 재사용 하는 것이 나은 선택이다.

하지만 일반적으로 자체 풀은 코드를 헷갈리게 만들고 메모리 사용량을 늘리고 성능을 떨어뜨린다.

 

 

이번 아이템은 조금 나중에 다룰 아이템 50번인 방어적 복사(defensive copy) 와 대조적이다.

 

이번 아이템은 요약하자면 "기존 객체를 재사용해야 한다면 새로운 객체를 만들지 마라" 인 반면,

아이템 50의 경우 "새로운 객체를 만들어야 한다면 기존 객체를 재사용하지 마라"이다.

 

방어적 복사가 필요한 상황에서 객체를 재사용했을 때의 피해가, 필요 없는 객체를 반복 생성했을 때의 피해보다 훨씬 크다는 사실을 기억하자.

 

방어적 복사에 실패한다면 언제 터질지 모르는 버그와, 보안 구멍으로 이어지지만, 불필요한 객체 생성은 그저 코드 형태와 성능에만 악영향을 미치는 것으로 끝난다.