Java Wrapper Class

Wrapper Class

자바에는 기본형 데이터 타입과 객체 데이터 타입이 있다.
하지만 기본형 데이터 타입이라도 객체로써 다뤄야 하는 경우가 있다.
이럴 때 사용할 수 있는 것이 Wrapper Class이다.
예를 들면, null 값을 가질 수 있는 정수형 데이터와 같은 경우이다.

Integer myInt = null;
Integer myInt2 = Integer.valueOf(10);

List Of Wrapper Classs

Primitive Type	Wrapper Class
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Charater
boolean	Boolean
void	Void

단 Void 타입은 객체화 되지 않고 공 참조개념을 나타낸다.
Generic을 이용하여 선언된 Interface를 구현할 경우, 파라메터가 없음 혹은 리턴값이 없음을 나타내는데 사용된다.

Wrapper Class를 New로 생성하지 말자.

자바 Wrapper Class는 일부 값을 미리 인스턴스로 만들어 캐시해 둡니다.
따라서 New를 이용하면 매번 새로운 인스턴스가 만들어지기에 해당 캐시를 이용할 수 없습니다.

아래 내용은 jdk 1.8 기준의 java.lang.Integer 클래스의 소스코드입니다.

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
    /* 중략 */
    private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];

        static {
            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            String integerCacheHighPropValue =
                sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                try {
                    int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                    i = Math.max(i, 127);
                    // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                    h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
                } catch( NumberFormatException nfe) {
                    // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
                }
            }
            high = h;

            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);

            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }

        private IntegerCache() {}
    }

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

}

java.lang.Integer 클래스를 보면 IntegerCache라는 내부 클래스가 존재합니다.
코드를 보면 알 수 있듯이 127 ~ -128 까지의 수의 Integer객체를 미리 만들어 놓습니다.
valueOf 메소드를 이용하면 이 캐시에서 Integer 객체를 가져옵니다.

    public static void main(String[] args) {
        int value = 20022;

        Integer num1 = new Integer(value);
        Integer num2 = Integer.valueOf(value);
        Integer num3 = new Integer(value);
        Integer num4 = Integer.valueOf(value);
        
        System.out.println(num1.equals(num2));  // true
        System.out.println(num1.equals(num3));  // true
        System.out.println(num1.equals(num4));  // true
        System.out.println(num2.equals(num3));  // true
        System.out.println(num2.equals(num4));  // true
        System.out.println(num3.equals(num4));  // true

        System.out.println(num1==num2); // false
        System.out.println(num1==num3); // false
        System.out.println(num1==num4); // false
        System.out.println(num2==num3); // false
        System.out.println(num2==num4); // false
        System.out.println(num3==num4); // false
    }

20022의 Integer객체는 캐시 되지 않았기 때문에 어떠한 방법을 사용해도 새 객체가 만들어집니다.

    public static void main(String[] args) {
        int value = 120;

        Integer num1 = new Integer(value);
        Integer num2 = Integer.valueOf(value);
        Integer num3 = new Integer(value);
        Integer num4 = Integer.valueOf(value);
        
        System.out.println(num1.equals(num2));  // true
        System.out.println(num1.equals(num3));  // true
        System.out.println(num1.equals(num4));  // true
        System.out.println(num2.equals(num3));  // true
        System.out.println(num2.equals(num4));  // true
        System.out.println(num3.equals(num4));  // true

        System.out.println(num1==num2); // false
        System.out.println(num1==num3); // false
        System.out.println(num1==num4); // false
        System.out.println(num2==num3); // false
        System.out.println(num2==num4); // true
        System.out.println(num3==num4); // false
    }

120의 Integer객체는 캐시되었기 때문에 valueOf메소드를 이용하면 같은 객체가 반환됩니다.

Autoboxing And Unboxing

Autoboxing과 Unboxing은 JDK 1.5부터 지원되는 것으로
Autoboxing은 기본형 데이터 타입을 Wrapper Class로 변환해주는 것을 말하고
Unboxing은 Wrapper Class를 기본형 데이터 타입으로 변환해주는 것을 말한다.

int k = 1;
Integer a = k;

int k = 1;
Integer a = Integer.valueOf(k);

Autoboxing의 예로 두 구현은 같은 동작을 한다.

Autoboxing이 일어나는 경우

Wrapper Class로 선언된 변수에 기본형 값을 할당하는 경우
Wrapper Class를 파라메터로 가지는 메소드에 기본형 값을 전달하는 경우

Unboxing이 일어나는 경우

기본형으로 선언된 변수에 Wrapper Class를 할당하는 경우
기본형을 파라메터로 가지는 메소드에 Wrapper Class를 전달하는 경우

Test

public static void main(String[] args) {
    int k = 1;
    long start = System.currentTimeMillis();
    for (long i = 0; i < 100_000_000_000L; i++) {
        Integer integer = k;
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println(end-start);
}

public static void main(String[] args) {
    int k = 1;
    long start = System.currentTimeMillis();
    for (long i = 0; i < 100_000_000_000L; i++) {
        Integer integer = Integer.valueOf(k);
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println(end-start);
}

두 코드를 실행했을 때, 각각 30671, 30987이 나왔다.
실제로 같은 코드임을 알 수 있다.