006. 불필요한 객체 생성을 피해라

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

특히 불변 객체는 언제든 재사용할 수 있다.

👉 문자열 객체

이 코드는 실행될 때마다 String 인스턴스를 새로 만든다.

String s = new String("bikini");

생성자로 넘기는 “bikini” 자체가 이 생성자로 만들어내려는 String과 기능적으로 완전히 똑같으므로 아래와 같이 생성하는 것이 올바르다.

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

String s = "bikini";

나아가 같은 가상 머신 안에서 이와 똑같은 문자열 리터럴을 사용하는 모든 코드가 같은 객체를 재사용함이 보장된다.

(같은 내용의 String 객체가 선언된다면 기존의 객체를 참조하게 한다.) → String interning*

👉 팩터리 메서드를 제공하는 불변 클래스

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

Boolean(String); // 호출할 때마다 새로운 객체를 만듦 -> 자바 9부터 @deprecated
Boolean.valueOf(String); // 권장

👉 생성 비용이 아주 비싼 객체

생성 비용이 아주 비싼 객체가 반복해서 필요한 경우 캐싱( static final )하여 재사용하길 권장한다.

/** HeavyObject.java */
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()
public boolean matches(String regex) {
    return Pattern.matches(regex, this);
}

// Pattern.matches()
public static boolean matches(String regex, CharSequence input) {
    Pattern p = Pattern.compile(regex); // 생성 비용이 높은 Pattern 객체. 한 번 쓰고 버려짐
    Matcher m = p.matcher(input);
    return m.matches();
}

String.matches() 내부에서 만드는 정규표현식용 Pattern 인스턴스는 한 번 쓰고 버려져서 곧바로 가비지 컬렉션 대상이 된다. Pattern은 입력받은 정규 표현식에 해당하는 유한 상태 머신(finite state machine)을 만들기 때문에 인스턴스 생성 비용이 높다. 참고

아래와 같이 정규표현식을 표현하는 불변인 Pattern 인스턴스를 클래스 초기화 과정에서 직접 생성해 캐싱해두고, 나중에 isRomanNumeral 메서드가 호출될 때 마다 이 인스턴스를 재사용하면 성능을 개선할 수 있다.

/** RomanNumerals.java */
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(); 
    }
}

// Pattern.matcher()
public Matcher matcher(CharSequence input) {
    if (!compiled) {
        synchronized(this) {
            if (!compiled)
                compile();
        }
    }
    Matcher m = new Matcher(this, input);
    return m;
}

// Matcher.matches()
public boolean matches() {
    return match(from, ENDANCHOR);
}

👉 어댑터

불변 객체인 경우 재사용해도 안전함이 명확하지만 몇몇 경우 분명하지 않다.

어댑터는 인터페이스를 통해 뒤에 있는 객체로 연결해주는 view라 여러개 만들 필요가 없이 뒷단 객체 하나당 어댑터 하나씩만 만들어지면 충분하다.

/** Adaptor.java */
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("Hello", "World");

Set<String> set1 = map.keySet();
Set<String> set2 = map.keySet();

assertThat(set1).isSameAs(set2); // ture

set1.remove("Hello");
System.out.println(set1.size()); // 1
System.out.println(set1.size()); // 1

Map 인터페이스의 keySet 메서드는 Map 객체 안의 키 전부를 담은 Set 뷰를 반환한다.

동일한 Map에서 keySet을 호출할 때, keySet 메서드는 같은 Map을 대변하기 때문에 매번 같은 Set 인스턴스를 반환한다.

👉 오토박싱 (Auto boxing)

오토박싱은 프로그래머가 기본 타입과 박싱된 기본 타입을 섞어 쓸 때 자동으로 상호 반환해주는 기술이다.

기본 타입과 그에 대응하는 박싱된 기본 타입의 구분을 흐려주지만 완전히 없애주는 것은 아니다.

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

위의 경우 sum의 변수가 long이 아닌 Long으로 선언되어 있어 for이 한바퀴 돌 때마다 Long 인스턴스가 생성된다.

의도치 않은 오토박싱이 숨어들지 않도록 주의하자.

정리하며..

“객체 생성은 비싸니 피해야 한다”로 오해하면 안 된다.

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

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

객체 풀(pool)을 만드는 것은 지양해야 한다.

데이터베이스 연결 같은 생성 비용이 워낙 비싼 경우에는 객체 풀을 사용하는 것이 적합하다.

하지만 자체 객체 풀은 코드를 헷갈리게 만들고 메모 리 사용량을 늘리고 성능을 떨어뜨린다.

요즘 JVM의 가비지 컬렉터는 상당히 잘 최적화되어서 가벼운 객체용을 다룰 때는 직접 만든 객체 풀보다 훨씬 빠르므로 웬만하면 권장하지 않는다.

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*String interning

클래스가 JVM에 로드되면 모든 리터럴은 constant pool에 위치하고, 리터럴을 통해 같은 문자열을 생성하면 pool 안의 같은 상수를 참조하게 한다.

/** StringObject.java */
private static void test() throws Exception {
    String str1 = "Hello";
    String str2 = "Hello";
    String str3 = new String("Hello");

    System.out.println(str1 == str2); // true
    System.out.println(str1 == str3); // false
}

String이 리터럴로 생성될 때 intern() 메서드가 호출되고 이 intern() 메서드는 constant pool에 같은 문자열이 존재하는지 확인 후 존재한다면 그 참조 값을 가져온다.

# StringObject.java
// intern() 직접 호출하기
String intern = str3.intern();
System.out.println(str1 == intern); // true

String.intern() 에 대해 더 자세히 알기 → 링크

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참고한 곳 출처

https://simple-ing.tistory.com/3