Item 6. 불필요한 객체 생성을 피하라

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

 

String s = new String("bikini"); // 따라 하지 말 것!

  위 문장은 실행될 때마다 String 인스턴스를 새로 만듭니다. 완전히 쓸데없는 행위입니다. 반복문이나 빈번히 호출되는 메서드 안에 있다면 쓸데없는 String 인스턴스가 수백만 개 만들어질 수도 있습니다.

 

String s = "bikini";

  위 코드는 하나의 String 인스턴스를 사용합니다. 나아가 이 방식을 사용한다면 같은 가상 머신 안에서 이와 똑같은 문자열 리터럴을 사용하는 모든 코드가 같은 객체를 재사용함이 보장됩니다.[JLS, 3.10.5]

 

  생성자 대신 정적 팩터리 메서드(Item 1)를 제공하는 불변 클래스에서는 정적 팩터리 메서드를 사용해 불필요한 객체 생성을 피할 수 있습니다. 예컨대 Boolean(String) 생성자 대신 Boolean.valueOf(String) 팩터리 메서드를 사용하는 것이 좋습니다(자바 9 deprecated API로 지정).

 

  생성 비용이 아주 비싼 객체도 더러 있다. 이런 '비싼 객체'가 반복해서 필요하다면 캐싱하여 재사용하길 권합니다. 예를 들어 주어진 문자열이 유효한 로마 숫자인지를 확인하는 메서드를 작성한다고 해봅시다.

package effectivejava.chapter2.item6;
import java.util.regex.Pattern;

// 값비싼 객체를 재사용해 성능을 개선한다.
public class RomanNumerals {
    // 코드 6-1 성능을 훨씬 더 끌어올릴 수 있다!
    static boolean isRomanNumeralSlow(String s) {
        return s.matches("^(?=.)M*(C[MD]|D?C{0,3})"
                + "(X[CL]|L?X{0,3})(I[XV]|V?I{0,3})$");
    }

    // 코드 6-2 값비싼 객체를 재사용해 성능을 개선한다.
    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 isRomanNumeralFast(String s) {
        return ROMAN.matcher(s).matches();
    }

    public static void main(String[] args) {
        int numSets = Integer.parseInt(args[0]);
        int numReps = Integer.parseInt(args[1]);
        boolean b = false;

        for (int i = 0; i < numSets; i++) {
            long start = System.nanoTime();
            for (int j = 0; j < numReps; j++) {
                // 성능 차이를 확인하려면 xxxSlow 메서드를 xxxFast 메서드로 바꿔 실행해보자.
                b ^= isRomanNumeralSlow("MCMLXXVI");
            }
            long end = System.nanoTime();
            System.out.println(((end - start) / (1_000. * numReps)) + " μs.");
        }

        // VM이 최적화하지 못하게 막는 코드
        if (!b)
            System.out.println();
    }
}

  코드 6-1의 문제는 String.matches 메서드를 사용한다는 데 있습니다. String.matches는 정규표현식으로 문자열 형태를 확인하는 가장 쉬운 방법이지만, 성능이 중요한 상황에서 반복해 사용하기에는 적합하지 않습니다. 이 메서드가 내부에서 만드는 정규표현식용 Pattern 인스턴스는, 한 번 쓰고 버려져서 곧바로 가비지 컬렉션 대상이 됩니다.

  코드 6-2는 성능을 개선한 버전으로 정규표현식을 표현하는 (불변인) Pattern 인스턴스를 클래스 초기화(정적 초기화) 과정에서 직접 캐싱해두고, 나중에 isRomanNumeral 메서드가 호출될 때마다 이 인스턴스를 재사용합니다. 성능만 좋아진 것이 아니라 코드도 더 명확해집니다.

 

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

package effectivejava.chapter2.item6;

import java.util.Comparator;

// 코드 6-3 끔찍이 느리다! 객체가 만들어지는 위치를 찾았는가?
public class Sum {
    private static long sum() {
        Long sum = 0L;
        for (long i = 0; i <= Integer.MAX_VALUE; i++)
            sum += i;
        return sum;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int numSets = Integer.parseInt(args[0]);
        long x = 0;

        for (int i = 0; i < numSets; i++) {
            long start = System.nanoTime();
            x += sum();
            long end = System.nanoTime();
            System.out.println((end - start) / 1_000_000. + " ms.");
        }

        // VM이 최적화하지 못하게 막는 코드
        if (x == 42)
            System.out.println();
    }
}

  위 프로그램이 정확한 답을 내기는 합니다. 하지만 제대로 구현했을 때보다 훨씬 느립니다. sum 변수를 long이 아닌 Long으로 선언해서 불필요한 Long 인스턴스가 Integer.MAX_VALUE개나 만들어진 것입니다(long 타입인 i가 Long 타입인 sum에 더해질 때마다). 단순히 sum의 타입을 long으로만 바꿔주면 6.3초에서 0.59초로 빨라집니다. 박싱된 기본 타입보다는 기본 타입을 사용하고, 의도치 않은 오토박싱이 숨어들지 않도록 주의합니다.

 

[참고 정보]

이펙티브 자바 Effective Java 3/E 도서 [조슈아 블로크 저]

이펙티브 자바 깃허브 저장소

<이펙티브 자바, 3판> 번역 용어 해설

백기선 님의 [이펙티브 자바] 강의

백기선 님 깃허브 저장소