221209 Call by Value, Call by Reference

Jongleee·2022년 12월 9일

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Call by Value, Call by Reference

메서드를 호출할 때 파라미터를 전달하는 방법

Call by Value

Call by Value 는 메서드를 호출할 때 값을 넘겨주기 때문에 Pass by Value 라고도 함

메서드를 호출하는 호출자 (Caller) 의 변수와 호출 당하는 수신자 (Callee) 의 파라미터는 복사된 서로 다른 변수

값만을 전달하기 때문에 수신자의 파라미터를 수정해도 호출자의 변수에는 아무런 영향이 없음

Call by Reference

Call by Reference 는 참조 (주소) 를 직접 전달하며 Pass By Reference 라고도 함

참조를 직접 넘기기 때문에 호출자의 변수와 수신자의 파라미터는 완전히 동일한 변수

메서드 내에서 파라미터를 수정하면 그대로 원본 변수에도 반영

JVM 메모리에 변수가 저장되는 위치

Java 에서 변수를 선언하면 Stack 영역에 할당됨
원시 타입 (Primitive Type) 은 Stack 영역에 변수와 함께 저장
참조 타입 (Reference Type) 객체는 Heap 영역에 저장되고 Stack 영역에 있는 변수가 객체의 주소값을 갖고 있음

원시 타입 (Primitive Type) 전달

원시 타입은 Stack 영역에 위치

메서드 호출 시 넘겨받는 파라미터들도 원시 타입이라면 Stack 영역에 생성됨

간단한 예시 코드

public class PrimitiveTypeTest {

    @Test
    @DisplayName("Primitive Type 은 Stack 메모리에 저장되어서 변경해도 원본 변수에 영향이 없다")
    void test() {
        int a = 1;
        int b = 2;

        // Before
        assertEquals(a, 1);
        assertEquals(b, 2);

        modify(a, b);

        // After: modify(a, b) 호출 후에도 값이 변하지 않음
        assertEquals(a, 1);
        assertEquals(b, 2);
    }

    private void modify(int a, int b) {
        // 여기 있는 파라미터 a, b 는 이름만 같을 뿐 test() 에 있는 a, b 와 다른 변수
        a = 5;
        b = 10;
    }
}

위 코드에서 test() 의 변수 a, b 와 modify(a, b) 로 전달받은 파라미터 a, b 의 이름과 값은 같지만 다른 변수

modify(a, b) 를 호출하는 순간 Stack 영역에 새로운 변수 a, b 가 새로 생성되어 총 4 개의 변수가 존재

Stack 내부에 test() 와 modify() 라는 영역이 나뉘어져 있고 거기에 동일한 이름을 가진 변수 a, b 가 존재

그래서 modify() 영역의 값을 바꿔도 test() 영역의 변수는 변화가 없음

원시 타입의 전달은 값만 전달하는 Call by Value 로 동작

참조 타입 (Reference Type) 전달

참조 타입에서 변수 자체는 Stack 영역에 생성되지만 실제 객체는 Heap 영역에 위치

그리고 Stack 에 있는 변수가 Heap 에 있는 객체를 바라보고 있는 형태

코드 예시

class User {
    public int age;

    public User(int age) {
        this.age = age;
    }
}

public class ReferenceTypeTest {

    @Test
    @DisplayName("Reference Type 은 주소값을 넘겨 받아서 같은 객체를 바라본다" +
                 "그래서 변경하면 원본 변수에도 영향이 있다")
    void test() {
        User a = new User(10);
        User b = new User(20);

        // Before
        assertEquals(a.age, 10);
        assertEquals(b.age, 20);

        modify(a, b);

        // After
        assertEquals(a.age, 11);
        assertEquals(b.age, 20);
    }

    private void modify(User a, User b) {
        // a, b 와 이름이 같고 같은 객체를 바라본다.
        // 하지만 test 에 있는 변수와 확실히 다른 변수다.

        // modify 의 a 와 test 의 a 는 같은 객체를 바라봐서 영향이 있음
        a.age++;

        // b 에 새로운 객체를 할당하면 가리키는 객체가 달라지고 원본에는 영향 없음
        b = new User(30);
        b.age++;
    }
}

원시 타입 코드와 마찬가지로 동일한 변수 a, b 가 존재

여기서 modify(a, b) 를 호출한 후에 a.age 의 값이 변경되었기 때문에 Call by Reference 로 파라미터를 넘겨주었다고 착각하기 쉽지만

Reference 자체를 전달하는 게 아니라 주소값만 전달해주고 modify() 에서 생긴 변수들이 주소값을 보고 객체를 같이 참조하는 것

처음 변수 선언 시 메모리 상태
원시 타입과는 다르게 변수만 Stack 영역에 생성되고 실제 객체는 Heap 영역에 생성
각 변수는 Heap 영역에 있는 객체를 바라보고 있음

modify(a, b) 호출 시점의 메모리 상태
넘겨받은 파라미터는 Stack 영역에 생성되고 넘겨받은 주소값을 똑같이 바라봅니다.

modify(a, b) 수행 직후 메모리 상태
test() 영역과 modify() 영역에 존재하는 a 라는 변수들은 같은 객체인 User01 을 바라보고 있기 때문에 객체를 공유
b 라는 변수는 서로 같은 객체인 User02 를 바라보고 있었지만 modify(a, b) 내부에서 새로운 객체를 생성해서 할당했기 때문에 User03 이라는 객체를 바라봄
그래서 User03 의 age 값을 변경해도 test() 에 있는 b 에는 아무런 변화가 없음

test() 끝난 후 최종 메모리 상태
modify(a, b) 메서드를 빠져나오면 Stack 영역에 할당된 변수들은 사라짐
최종적으로 위와 같은 상태가 되며 User03 은 어떤 곳에서도 참조되고 있지 않기 때문에 나중에 Garbage Collector 에 의해 제거됨