자바 깊이 알기 / 자바는 항상 Call by Value.

자바는 항상 Call by Value

자바 Call by value, Call by reference를 검색하면 많은 블로그에서 의견이 분분하다. Call by reference라는 블로그도 있고, 잘못된 예시로 설명하는 글도 보였다. 

 

결론부터 말하면 자바는 Call by value이다.

이번 포스팅에서는 Call by value인 이유와 헷갈릴 수 있는 예시를 메모리 구조를 그려보며 하나씩 짚어볼 생각이다.

 

변함과 변하지 않음

컴퓨터 공학을 전공하고 C언어 수업을 들었다면 swap 예시를 꼭 한번은 봤을 것이다. 함수로 main의 a,b 값이 변하지 않는 것을 보여주면서 Call by value를, 주소를 직접 넘겨 a,b 값이 변하는 것을 보여주면서 Call by reference를 배웠다.

 

Call by value와 Call by reference를 변하는 것과 변하지 않는 것으로 외워버렸고, 그 어설프게 정리된 규칙이 자바로 넘어와 헷갈리게 만들었다.

 

#include <stdio.h>

void swap(int a, int b){
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int main(){
	int a = 10;
	int b = 20;
	
	printf("before : %d, %d\n", a, b);
	
	swap(a, b);
	
	printf("after : %d, %d\n", a, b);
	
	return 0;
}

/*
  before : 10, 20
  after : 10, 20
*/

 

#include <stdio.h>

void swap(int *a, int *b){
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}

int main(){
	int a = 10;
	int b = 20;
	
	printf("before : %d, %d\n", a, b);
	
	swap(&a, &b);
	
	printf("after : %d, %d\n", a, b);
	
	return 0;
}

/*
  before : 10, 20
  after : 20, 10
*/

 

헷갈리게 만드는 예시

이 잘못된 규칙으로 아래 예시를 보자. 

 

class Example {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person(10);

        System.out.println("before : "+ p.age);

        getOlder(p);

        System.out.println("after : "+ p.age);
    }

    private static void getOlder(Person p){
        p.age++;
    }
}

/*
  before : 10
  after : 11
*/

 

p는 바뀌었고 그렇기 때문에 자바는 Call by reference라는 결론을 내선 안된다. 정확히는 p의 상태가 바뀌었지, p 값은 바뀌지 않았다.

 

메모리 상황을 그려보자. getOlder 이전의 stack은 다음과 같을 것이다.

 

 

그리고 getOlder가 호출되면 getOlder의 Person p도 똑같은 0x0004를 참조하여 age의 값을 바꾸게 된다.

 

 

그림이 이해 되었다면 위 코드를 다시 보자. p 값이 바뀌었다고 말할 것인가, 아니면 p 값이 안 바뀌었다고 말할 것인가. 상태 값이 바뀌는 것과 헷갈려선 안된다. p의 값은 힙 영역의 0x0004 주소로 바뀌지 않았다. 

 

Call by value이다.

 

그렇다면 올바른 예시는?

올바르게 Call by reference가 아님을 확인하고 싶다면, 직접 p의 값(주소)가 바뀌는지 확인해야 한다.

 

class 객체변화Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Person p = new Person(10);

        System.out.println("before : "+ p.age);

        changePerson(p);

        System.out.println("after : "+ p.age);
    }

    private static void changePerson(Person p){
        p = new Person(50);
    }
}

/*
   출력을 먼저 고민해보셨으면 좋겠습니다.
*/

 

changePerson이 호출되고, 매개변수 p에 인자 p가 대입했을 때까지를 그리면 다음과 같을 것이다. 

 

p = new Person(50); 이 호출되기 이전, 매개변수 p에 인자 p가 대입된 순간

 

 

이후 p = new Person(50);으로 p가 다른 인스턴스를 참조하도록 하여 아예 p값을 바꾼다면 아래처럼 그려질 것이다.

 

changePerson이 종료되기전, p가 다른 인스턴스를 참고하고 있음

 

 

여기가 중요하다. changePerson이 종료된 이후 main의 p가 0x000C로 변할까? changeOlder 함수가 종료되면 frame_changePerson이 사라지면서 p = 0x0004 그대로 남을 것이다.

 

함수의 파라미터에 p 값을 대입하는 것으로 frame_main의 p 값에 변화를 줄 수 있는 방법은 없다. 그래서 자바는 항상 Call by value이다.

 

 

그래서 앞선 코드의 출력 역시 before : 10 / after : 10으로 동일하다. 

 

정리

더 배우고 싶은데 뭘 공부해야 할지 모르겠을 때, 뭐가 중요한 개념인지 모르겠을 때, 나는 면접에서 묻는 개념인가를 살핀다. 중요한 개념이니 사람을 평가하는 기준이 되었을 테니까 말이다.

 

Call by value, Call by reference는 인터뷰 질문으로 정말 많이 본 개념이었다. 저게 뭘 그렇게 중요하지 싶었고, 자바를 쓰는 게 중요하지 Call by ~ 개념을 아는 것이 뭐가 중요할지 싶었다.

 

이 글을 정리하다 보니 느낀 게 있다면, 면접관이 진짜 묻고 싶은 것은 자바가 Call by value인 것을 아는지보다 메모리가 어떻게 쌓이고, 참조가 이뤄지는지 생각할 수 있는가가 아닐까 싶다. 또 반대로 생각하면 그게 중요하다는 말일 것이고 말이다.

 

Call by value와 Call by reference가 헷갈리는 사람들이 내 그림을 보고 조금이나마 이해가 쉬웠으면 좋겠다.

 

그리고 그보다 더 뿌듯할 것은 비슷한 개념으로 메모리가 어떻게 구성되는지를 생각해야 하는 자리에서 이 포스팅을 생각하며 똑같이 그림을 그리는 사람이 있다면 너무 좋을 것 같다.

 

그럼 긴 글 읽어주셔서 감사합니다 :)