자바에서는 데이터 타입에 크게 두 가지 원시 타입(Primitive Type)과 참조타입(Reference Type)이 있다.
원시 타입은 쉽게 말해, 정수, 실수, 문자, 논리 리터럴등의 실제 데이터 값을 저장하는 타입이고,
참조 타입은 객체(Object)의 번지를 참조(주소를 저장)하는 타입으로 메모리 번지 값을 통해 객체를 참조하는 타입이다.
원시 타입(Primitive Type)
| 종류 | 데이터형 | 크기(byte / bit) | 표현 범위 |
|---|---|---|---|
| 논리형 | boolean | 1 / 8 | true 또는 false |
| 문자형 | char | 2 / 16 | '\u0000' ~ 'uFFFF' (16비트 유니코드 문자 데이터) |
| 정수형 | byte | 1 / 8 | -128 ~ 127 |
| 정수형 | short | 2 / 16 | -32768 ~ 32767 |
| 정수형 | int | 4 / 32 | -2147483648 ~ 2147483647( -21억 ~ + 21억) |
| 정수형 | long | 8 / 64 | -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807(-100경 ~ + 100경) |
| 실수형 | float | 4 / 32 | 1.4E-45 ~ 3.4028235E38 |
| 실수형 | double | 8 / 64 | 4.9E-324 ~ 1.7976931348623157E308 |
-
boolean
- 저장 가능한 범위 true/ false
- Java가 데이터를 다루는 최소 범위가 1 Byte 이기 때문에 낭비적이지만 1 Byte를 사용한다.
-
char
- Java의 경우 Unicode를 사용, 동양의 글자의 경우 2 Byte 필요하기때문에 char 의경우 2 Byte 이용한다
- Java에서 유일하게 제공되는 unsigned 형태다.
unsigned : 음수 없이 0부터 시작하여 양수 값만 가지는 데이터 형태
2 Byte = 16진수 0x00 = 0000 0000 0000 0000
맨 앞 1 Bit를 가지고 음수나 양수 를 나타낸다.
하지만 char형은 unsigned 형식이기 때문에 맨 앞 비트를 음수 양수 형식 으로 사용하지 않는다.
char 형이 1111 1111 1111 1111 의 Bit를 가지고 있을때 10진수의 값 65535
short 형이 1111 1111 1111 1111 의 Bit를 가지고 있을때 10진수의 값 -1
char a = 'A'; b = 'B'; 일때 if (a > b) 가 가능한이유는,
char형은 유니코드 정수형태로 저장 char a = 'A' 일시 a변수에는 'A' 의 정수 값인 65가 들어간다.
JVM의 피연산자 스택이 피연산자를 4 Byte 단위로 저장 하기 때문에 int보다 작은 자료형의 값을 계산시 int 형으로 형변환 되서 연산이 수행된다.
정수형 데이터를 사용하게 되면 JVM에서 기본적으로 int형 데이터타입의 데이터로 인식을 해주게 된다.
int형 데이터 타입의 범위를 넘어서는 long 데이터 타입의 정수를 사용하고자 하는 경우에는 정수 데이터 맨 뒤 쪽에, 접미사 'l' 이나 'L'을 붙여줘야한다.
소문자 l 은 숫자 1과 혼돈할 우려가 있기 때문에 대문자 L을 붙여 사용하는것이 좋다.
- byte
- short
- int
- long
위는 정수형 데이터들의 표현할 수 있는 범위를 나타낸 것이다.
숫자형 데이터 타입에서는 맨 앞의 비트를 부호를 나타내는 비트로 사용하기에 바이트 크기에서 1작은 승수로 범위를 표현된다.
범위에서 -1를 한 이유는 중간에 0이 있기 때문이다.
실수형 데이터타입에서는 double형 데이터타입이 기본 데이터타입이다.
기본형 데이터타입이 double형 이기 때문에 float형 데이터타입의 실수형 데이터를 사용하고자 하는 경우에도long형과 마찬가지로 실수 데이터 맨 뒤 쪽에 접미사 'f'나 'F'를 붙여줘야한다.
float형 데이터타입보다 double형 데이터타입이 두배정도 더 정밀한 데이터를 표현할 수 있다.
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float
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float fl = 3.14F; or float fl = 3.14f;
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f를 붙여 주지 않으면 double형 데이터로 인식하기에 꼭 붙여 줘야한다.
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double
-
temp = 1e-3;
-
e 뒤에 붙은 숫자가 10의 몇승을 나타낸다.
지금 1e-3의 경우 10의 -3승 으로서 0.001 과 같다
1e3 == 1000 (10의 3승 )과 같다.
-
참조 타입(Reference Type)
참조 타입은 원시 타입을 제외한 타입들(문자열, 배열, 열거, 클래스, 인터페이스)을 말한다.
Java에서 실제 객체는 힙 영역에 저장되며 참조 타입 변수는 스택 영역에 실제 객체들의 주소를 저장하여, 객체를 사용할때 마다 참조 변수에 저장된 객체의 주소를 불러와 사용하는 방식이다.
- EXAMPLE
| 스택 영역 | 힙 영역 |
|---|---|
| int age = 25 char cc = 'c' String name = 10101번지 | 10101번지 : "커피" |
- 정적 메모리 스택(Stack) 영역
스택 영역에는 기본타입 변수가 할당되고 변수의 실제 값들이 저장된다.
참조 타입의 변수들은 이 스택 영역에서 힙 영역에 생성된 객체들의 주소 값을 저장하고 있는다.
객체 안의 메소드의 작업이 종료되면 할당되었던 메모리 공간은 반환되어 비워진다.
- 동적 메모리 힙(Heap) 영역
힙 영역에는 객체와 배열이 생성된다.
그리고 참조타입(배열, 클래스, 인터페이스 등)들이 이 객체들의 주소를 스택 영역에 저장한다.
기본타입 변수들과는 다르게 크기가 정해져 있지 않다.
프로그램 실행시 메모리에 동적으로 할당된다.
참조하는 변수가 없으면 자바의 가비지 컬렉터가 제거한다.
가비지 컬렉터(Garbage collector) : 메모리의 힙 영역에 할당된 더 이상 사용되지 않는 객체를 제거 하는 역할
이렇게 객체를 제거하며 메모리가 관리된다.
Boxing, Unboxing
Boxing(박싱)은 원시 타입을 참조 타입으로 변환 시키는 것을 말하고, Unboxing(언박싱)은 참조 타입을 원시 타입으로 변환 시키는 것을 말한다.
자바 1.5 이전에는 일일히 변환 과정을 거쳐주어야 했지만, 자바 1.5부터 추가된 Auto Boxing / Unboxing 기능으로 아래의 예시와 같이 명시적으로 원시타입을 참조타입으로 감싸주지 않아도 자동으로 Boxing / Unboxing 해준다.
int i = 10;
Integer integer = i;이러한 Auto Boxing / Unboxing 기능은 메모리 누수의 원인이 될 수도 있다.
원시 타입과 참조 타입 차이
기능적으로 원시 타입과 참조 타입은 크게 2가지 차이가 있다.
1. Null 포함 가능 여부
원시타입은 null을 담을 수 없지만, 참조 타입은 가능하다.
// 불가능
int i = null;
// 가능
Integer integer = null; 2. 제너릭 타입에서 사용 가능 여부
원시타입은 제너릭 타입에서 사용할 수 없지만, 참조 타입은 가능하다.
// 불가능
List<i> list;
// 가능
List<Integer> list;원시 타입의 장점
원시 타입은 성능 상의 이점이 있다.
1. 접근속도
원시타입은 '스택' 메모리에 값이 존재한다.
반면에 참조타입은 하나의 인스턴스이기 때문에 '스택' 메모리에는 참조값만 있고, 실제 값은 힙 메모리에 존재한다.
그리고 값을 필요로 할 때마다 언박싱 과정을 거쳐야 하니 원시타입과 비교해서 접근 속도가 느려지게 된다.
예외적으로 엄청 큰 숫자를 복사해야 한다면, 참조값만 넘길 수 있는 참조타입이 좋을 수 도 있다.
2. 메모리 양
| 원시타입이 사용하는 메모리 | 참조타입이 사용하는 메모리 |
|---|---|
| boolean - 1bit | Boolean – 128 bits |
| byte - 8bits | Byte - 128bits |
| short, cagr - 16bits | Short, Charater - 128bits |
| int, float - 32bits | Integer, Float - 128bits |
| long, double - 64bits | Long, Double - 196bits |
원시 타입보다 참조 타입이 사용하는 메모리양이 압도적으로 높다.
따라서 메모리 사용적으로도 원시 타입이 참조 타입보다 효율적으로 사용할 수 있다.
🙆♂️ 참고사이트 🙇♂️
Java에서 원시타입 vs 참조타입 어떤 걸 사용해야 할까?
자바의 변수 / 기본 타입과 참조 타입 / 메모리의 힙영역과 스택영역[우종선]
