[이펙티브 자바] 아이템 6. 불필요한 객체 생성을 피하라

lychee·2021년 1월 10일
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🔗 아이템 6. 불필요한 객체 생성을 피하라

불필요한 객체 생성을 피하면서 자원을 절약해야 한다.

같은 기능의 객체를 새로 생성하는 대신, 객체 하나를 재사용하는 편이 나을 때가 많다.
특히, 불변 객체는 언제든 재사용할 수 있다.

 

💎 문자열 객체 생성

같은 값임에도 다른 레퍼런스인 경우 - 기존의 인스턴스를 재사용 하자.
String s = new String("java");

String을 new로 생성하면 항상 새로운 객체를 만들게 된다. 아래와 같이 String 객체를 생성하는 것이 올바르다.

String s = "java";

이 코드는 새로운 인스턴스를 매번 만드는 대신 하나의 String 인스턴스를 재사용 한다.
같은 가상 머신 안에서 이와 똑같은 문자열 리터럴을 사용하는 모든 코드가 같은 객체를 재사용함이 보장된다.
cf) String pool의 플라이웨이트 패턴: 같은 내용의 String 객체가 선언된다면 기존의 객체를 참조하게 한다.

 

💎 static factory 메서드 사용하기

생성자대신 정적 팩터리 메서드를 제공하는 불변 클래스에서는 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.
생성자는 호출할 때마다 새로운 객체를 만들지만, 팩터리 메서드는 그렇지 않다.
ex) Boolean(String) 생성자 대신 Boolean.valueOf(String) 팩터리 메서드 사용

Boolean true1 = Boolean.valueOf("true");
Boolean true2 = Boolean.valueOf("true");

System.out.println(true1 == true2); // true

 

💎 무거운 객체

만드는데 메모리나 시간이 오래 걸리는 객체 즉 "비싼 객체"를 반복적으로 만들어야 한다면 캐싱해두고 재사용할 수 있는지 고려하는 것이 좋다.

재사용 빈도가 높고 생성비용이 비싼 경우 - 캐싱하여 재사용 하자.
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})$");
}

이 코드의 문제점은 String.matches 메서드를 사용하는데 있다. String.matches는 정규표현식으로 문자열 형태를 확인하는 가장 쉬운 방법이지만, 성능이 중요한 상황에서 반복해 사용하기 적합하지 않다.
이 메서드가 내부에서 만드는 정규 표현식용 Pattern인스턴스는 한 번 쓰고 버려저서 곧바로 가비지 컬렉션 대상이 된다.
Pattern은 생성비용이 높은 클래스 중 하나이다. 만약 늘 같은 Pattern이 필요함이 보장되고 재사용 빈도가 높다면 아래와 같이 상수(static final)로 초기에 캐싱해놓고 재사용할 수 있다.

public class RomanNumerals {
    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();
    }
}

성능을 개선하려면 필요한 정규표현식을 표현하는 (불변인) Pattern 인스턴스를 클래스 초기화(정적 초기화) 과정에서 직접 생성해 캐싱해두고, 나중에 isRomanNumeral이 호출될 때마다 이를 재사용한다.

생성비용이 비싼 객체라면 "캐싱" 방식을 고려해야 한다.
자주 쓰는 값이라면 static final로 초기에 캐싱해놓고 재사용 하자.

 

💎 어댑터

불변 객체인 경우에 안정하게 재사용하는 것이 매우 명확하다. 하지만 몇몇 경우 분명하지 않다.
어댑터를 예로 들면, 어댑터는 인터페이스를 통해 뒤에 있는 객체로 연결해주는 view라 여러 개 만들 필요가 없다.

같은 인스턴스를 대변하는 여러 개의 인스턴스를 생성하지 말자
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("Hello", "World");

Set<String> set1 = map.keySet();
Set<String> set2 = map.keySet();

assertThat(set1).isSameAs(set2); // TRUE

set1.remove("Hello");
System.out.println(set1.size()); // 1
System.out.println(set1.size()); // 1

Map 인터페이스의 keySet 메서드는 Map 객체 안의 키 전부를 담은 Set 인터페이스의 뷰를 반환한다.
하지만, 동일한 Map에서 호출하는 keySet 메서드는 같은 Map을 대변하기 때문에 반환한 객체 중 하나를 수정하면 다른 모든 객체가 따라서 바뀐다.
따라서 keySet이 뷰 객체 여러 개를 만들 필요도 없고 이득도 없다.

 

💎 오토박싱

의도치않은 오토박싱이 숨어들지 않도록 주의하자
private static long sum() {
	Long sum = 0L;
	for(long i=0; i<=Integer.MAX_VALUE; i++) {
		sum += i;
	}
	return sum;
}

오토박싱은 기본 타입과 박싱된 기본 타입을 섞어 쓸 때 자동으로 상호 변환해주는 기술이다.
의미상으로는 별다를 것 없지만 성능에서는 그렇지 않다.

sum변수를 long이 아닌 Long으로 사용해서 불필요한 Long인스턴스가 약 2의 31승개나 만들어졌다.
(long 타입인 iLong 타입인 sum 인스턴스에 더해질 때마다)
Long으로 선언된 변수를 long으로 바꾸면 훨씬 더 빠른 프로그램이 된다.

박싱된 기본 타입보다는 기본 타입을 사용하고, 의도치 않은 오토박싱이 숨어들지 않도록 주의하자.

 

오해 금지

"객체 생성은 비싸니 피해야 한다"로 오해하면 안 된다.

특히나 요즘의 JVM에서는 별다른 일을 하지 않는 작은 객체를 생성하고 회수하는 일이 크게 부담되지 않는다.
프로그램의 명확성, 간결성, 기능을 위해 객체를 추가로 생성하는 것이라면 일반적으로 좋은 일이다.

그렇다고 단순히 객체 생성을 피하기 위해 자신만의 객체 풀(pool)을 만들지는 말자.
DB 커넥션 같은 경우 생성 비용이 워낙 비싸니 재사용 하는 편이 낫다.
하지만 일반적으로 자체 객체 풀은 코드를 헷갈리게 하고, 메모리 사용량을 늘리고, 성능을 떨어뜨린다.

요즘 JVM의 GC는 상당히 잘 최적화 되어서, 가벼운 객체를 다룰 때는 직접 만든 객체 풀보다 훨씬 빠르다.

 

재사용 vs 방어적 복사

이번 아이템은 객체를 재사용할 것을 권장한다. 하지만 item 50은 방어적 복사를 통해 재사용을 지양한다.
가장 최선은 객체를 재사용할지, 방어적 복사를 통해 재사용을 안 할지 상황에 맞춰 '잘' 판단하는 것이다.

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