[Java] Call by Value, Call by Reference

ahnick·2021년 2월 11일
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🤔 Call by Value? Call by Reference?

프로그래밍 언어들의 메소드 매개변수 호출 방식에는 여러 가지가 있으며 호출 방식은
언어마다 다르게 되어 있습니다. 대표적으로 C++은 Call by Reference를 사용합니다.
( 매개변수를 넘겨주는 행위이기 때문에 Pass by Value, Pass by Reference 라고도 합니다 )

Call by Value는 함수의 인자를 전달할 때 '값을 전달하는 방식'이고
Call by Reference는 '주소를 전달하는 방식'입니다. 굉장히 헷갈릴 수 있는 부분이고
심지어 저는 내용을 정리하기 전까진 자바가 두 방식을 혼용하여 사용하는 줄 알았지만... 🙄
자바는 확실하게 Call by Value 방식을 사용합니다.

이제 자바가 어떤 방식으로 Value 전달을 하는지 알아보겠습니다.

💡 자바는 Call by Value

Call by Value는 '값을 전달하는 방식'이며 다르게 말하면 '값만 전달하는 방식' 입니다!
만약 함수 A에서 B로 int 변수를 전달한다고 했을 때, 넘겨받은 B에서 어떤 행동을 하던지
변수에는 변함이 없습니다.

예시를 통해 확인해보면

이렇게 method_1과 method_2의 두 함수가 존재할 때, method1은
a=10, b=5의 값을 넘겨주고 method2는 이 값을 다른 값으로 교체합니다.
그 이후 다시 method1에서 이 변수를 출력했을 때 어떤 변화가 생길까요?


method1에선 a=10, b=5의 값을 전달했고 method2에선 이 값을 a=20, b=10으로 바꿔서
사용했습니다. 하지만 method2를 마치고 돌아왔을 때 method1에서는 여전히 a=10, b=5입니다.
이게 바로 자바가 Call by Value 방식을 사용하기 때문에 나오는 결과입니다!

그렇다면 자바의 기본 타입을 제외한 참조 타입에서는 어떠한 결과가 나올까요?


자바의 대표적인 참조 타입인 String을 사용했을 때 int로 테스트한것과 동일한 결과가 나왔습니다.
하지만 왜 우리는 자바의 Call 방식을 헷갈려하는걸까요?

💡 이건 Call by Reference?


위의 테스트를 조금 바꿔서, 이번엔 새롭게 선언한 클래스를 가지고 테스트를 해보겠습니다.
예상대로라면 아까와 같이 method1의 person은 field값이 변하지 않아야 할까요?

🤔 이번엔 아까와 다른 결과가 나왔습니다. 어째서 이런 결과가 나왔을까요?

📃 Reference Type의 동작 원리에 정답이

위의 결과와 아래의 결과를 모두 아우를 수 있는 일반화를 해보자면, 자바에서는
Call by Value 방식을 사용한다고 했습니다. 그렇다면 int를 전달할 때와 Person을 전달할 떄는
어떤 차이가 있었던걸까요?

자바에서는 Call by Value 방식을 수행할 때, 값을 넘겨받은 메소드에서
값을 복사하여 새로운 지역 변수에 저장합니다. 이 때 Method2는
Method1의 변수를 사용한 것이 아니라, 자신이 새롭게 생성한 지역 변수
Method1의 변수 이름과 변수 값을 복사하여 사용하는 것이죠!

이 때문에 아무리 Method2에서 A와 B의 값을 바꾸어도 Method1의 A, B에게
영향을 끼칠 수 없습니다. 이 A, B 는 이름만 같을 뿐 다른 주소를 가지는
별개의 친구들이기 때문입니다. 하지만 만약 자바가 Call by Reference 방식을 사용한다면
A와 B에 영향을 끼칠 수 있습니다. 왜냐면 이 둘은 다른 변수가 아니라 같은 주소를
공유하는 변수이기 때문입니다.

이렇게 기본 타입에서의 작동 방식은 명확해졌습니다. 그럼 좀전의 Person은
어째서 그런 결과가 나왔을까요?


바로 참조 타입은 이러한 방식을 사용하기 때문입니다. 애초에 '참조 타입'인 이유가
Heap Memory 영역에 생성된 객체의 주소값을 참조하기 때문에
'참조 타입' 이라고 불립니다.
따라서 Method1에서 Method2로 넘겨준건 Person의 주소값이고,
Method1이 가지고 있는 주소값과 동일한 주소값을 가지고 이 객체의 상태를 수정하면


당연히 두 Person은 동일한 주소를 참조하기 때문에 이러한 결과가 나옵니다!


그렇다면 이와 비교해서 method_2에서 new 키워드를 사용하여 새로운 객체를 생성하고
이 주소를 참조하게 했을 땐 어떤 결과가 나올지 예상할 수 있겠죠?


이제 두 변수는 다른 주소를 사용하여 객체를 참조하기 때문에 이런 결과가 나옵니다 !

📝 정리

Call by Value, Call by Reference 방식은 굉장히 헷갈리는 부분입니다.
하지만 자바가 탄생하던 시기의 C, C++와 비교하여 어째서 Call by Value 방식을
채택하였는지 감히 예상해 보자면 두 언어에 공통으로 존재하는 개발자의 주소 제어 권한을
제약
하고, JVM을 사용하기 때문에 좀 더 Safety한 작동 방식이 필요했기 때문에 이런
Call by Value 방식을 사용하지 않았나 감히 추측해 봅니다 !

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