Effective Java 3E

학습기록 - 불필요한 객체 생성을 피하라

Yeom's 2023. 11. 26. 21:17
728x90
반응형

똑같은 기능의 객체를 매번 생성하기보다는 객체 하나를 재사용하는 편이 나을 때가 많다. 특히 불변 객체는 언제든 재사용할 수 있다.

다음 코드는 하지 말아야 할 극단적인 예이니 주의하자!

String s = new String("bikini");

 

위 문장을 실행이 될 때 마다 String 인스턴스를 새로 만든다. 이는 불필요한 행위이다. 이 문장이 반복문이나 빈번하게 호출되는 메서드 안에 있다면 쓸데없는 String 인스턴스가 수백만 개 만들어져 메모리 공간을 차지할 수 있다. 그러면 어떻게 써야 더 나은 방식일까?

다음 코드는 위 코드의 개선된 방식이다. 우리가 자주 보던 방식이어서 익숙할 수 있다.

String s = "bikini";

 

이 코드는 새로운 인스턴스를 매번 만드는 대신 하나의 String 인스턴스를 사용한다. 이러한 방식을 사용한다면 같은 가상 머신 안에서 이와 똑같은 문자열 리터럴을 사용하는 모든 코드가 같은 객체를 재사용함이 보장된다.

 

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

예를 들어, Boolean(String) 생성자 대신 Boolean.valueOf(String) 팩터리 메서드를 사용하는 것이 좋다.

 

생성자는 호출할 때마다 새로운 객체를 만들지만, 팩터리 메서드는 그렇지 않기 때문이다. 

 

다음 코드는 주어진 문자열이 유효한 로마 숫자인지를 확인하는 메서드이다.

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})$");

 

이 방식의 문제는 String.matches 메서드를 사용한다는 데 있다. String.matches는 정규표현식으로 문자열 형태를 확인하는 가장 쉬운 방법이지만, 성능이 중요한 상황에서 반복해 사용하기엔 적합하지 않다. 이 메서드가 내부에서 만드는 정규표현식용 Pattern 인스턴스는, 한 번 쓰고 버려져서 곧바로 가비지 컬렉션 대상이 된다. Pattern은 입력받은 정규표현식에 해당하는 유한 상태 머신(finite state machine)을 만들기 때문에 인스턴스 생성 비용이 높다. 

 

성능을 개선하려면 필요한 정규표현식을 표현하는 (불변인)Pattern 인스턴스 클래스 초기화(정적 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{0,3})(I][XV]|V?I(0,3)})$");
        
    static boolean isRomanNumeral(String s){
    	return ROMAN.matcher(s).matches();
    }
}

 

이렇게 개선하면 isRomanNumeral이 빈번히 호출되는 상황에서 성능을 상당히 끌어올릴 수 있다. 

 

객체가 불변이라면 재사용해도 안전함이 명백하다. 하지만 훨씬 덜 명확하거나, 심지어 직관에 반대되는 상황도 있다. 어댑터를 생각해보자(어댑터를 뷰(view)라도고 한다). 어댑터는 실제 작업은 뒷단 객체에 위임하고, 자신은 제2의 인터페이스 역할을 해주는 객체다. 어댑터는 뒷단 객체만 관리하면 된다. 즉, 뒷단 객체 외에는 관리할 상태가 없으므로 뒷단 객체 하나당 어댑터 하나씩만 만들어지면 충분하다.

 

예컨대 Map 인터페이스의 keySet 메서드는 Map 객체 안의 키 전부를 담은 Set 뷰를 반환한다. 반환된 Set 인스턴스가 일반적으로 가변이더라도 반환된 인스턴스들은 기능적으로 모두 똑같다. 즉, 반환한 객체 중 하나를 수정하면 다른 객체가 따라서 바뀐다. 모두가 똑같은 Map 인스턴스를 대변하기 때문이다. 

 

불필요한 객체를 만들어내는 또 다른 예로 오토박싱(auto boxing)을 들 수 있다. 오토박싱은 프로그래머가 기본 타입과 박싱된 기본 타입을 섞어 쓸 때 자동으로 상호 변환해주는 기술이다. 오토박싱은 기본 타입과 그에 대응하는 박싱된 기본 타입의 구분을 흐려주지만, 완전히 없애주는 것은 아니다. 다음 코드를 살펴보자.

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

 

모든 양의 정수의 총합을 구하는 메서드이다 .이 프로그램이 정확한 답을 내기는 하지만, 제대로 구현했을 때보다 훨씬 느리다. 그 이유는 sum 변수가 long이 아닌 Long으로 선언해서 불필요한 Long 인스턴스가 약 2^31개나 만들어 진 것이다. 교훈은 명확하다.

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

 

이 글을 읽고 "객체 생성은 비싸니 피하도록 하자"라고 오해를 하면 안된다. 특히나 요즘의 JVM은 작은 객체를 생성하고 회수하는 일에 크게 부담을 가지지 않는다. 프로그램의 명확성, 간결성, 기능을 위해서 객체를 추가로 생성하는 것이라면 일반적으로 좋은 일이다. 

 

거꾸로, 아주 무거운 객체가 아닌 다음에야 단순히 객체 생성을 피하고자 객체 풀(pool)을 만들지는 말자. 물론 객체 풀을 만드는 게 나은 예가 있긴 하다. 데이터베이스 연결의 경우 생성 비용이 워낙 비싸 재사용을 하는 편이 낫다. 하지만 일반적으로는 자체 객체 풀은 코드를 헷갈리게 만들고 메모리 사용량을 늘리고 성능을 떨어뜨린다. 

 

이번에 다룬 내용은 방어적 복사(defensive copy)와 대조적이다. 이번 주제가 "기존 객체를 재사용해야 한다면 새로운 객체를 만들지 마라"라면 방어적 복사는 "새로운 객체를 만들어야 한다면 기존 객체를 재사용하지 마라"다. 

728x90
반응형