[Java] String 객체 생성 - 리터럴 vs 생성자

출처

ChatGPT

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Java에서 String 객체를 생성할 때, 리터럴 방식과 new 예약어를 사용한 생성자 방식은 메모리 할당 방식에서 중요한 차이가 있다. 

 

String 객체 생성 방식

1. 리터럴로 생성

String str1 = "Hello";
String str2 = "Hello";

 

메모리 할당

리터럴로 생성한 String 객체는 String Pool에 저장된다. String Pool은 JVM의 Heap 메모리 내의 특별한 영역으로, 동일한 문자열 리터럴을 재사용해 메모리 사용을 최적화한다.

동작 원리

• str1이 생성되면, JVM은 먼저 String Pool에 "Hello"가 존재하는지 확인한다.
• 존재하지 않으면 새로운 "Hello" 문자열 객체를 생성해 String Pool에 저장한다.
• str2가 생성될 때, String Pool에 이미 "Hello"가 존재하므로, str2는 동일한 객체의 참조를 가리킨다.

특징

메모리 효율성이 높고, 동일한 문자열을 여러 번 사용해도 한 번만 저장한다. 따라서 "str1==str2"는 true를 반환한다.

 

2. new 예약어로 생성

String str3 = new String("Hello");
String str4 = new String("Hello");

 

메모리 할당

new 키워드를 사용해 생성한 String 객체는 Heap 메모리에 저장된다. 이 경우에는 String Pool을 사용하지 않고, 매번 새로운 객체를 생성한다.

동작 원리

• str3와 str4 각각 새로운 String 객체를 Heap 메모리에 생성한다.
• 이 두 객체는 별도의 메모리공간을 가지므로 str3와 str4는 다른 참조를 가리킨다.

특징

메모리 효율성을 떨어질 수 있으나, String의 변형이나 변형된 객체가 필요할 때 유용할 수 있다. "str3==str4"는 false를 반환한다.

 

차이점 요약

측면	리터럴 생성	new 예약어 생성
메모리 영역	String Pool	Heap 메모리
객체 생성 여부	이미 존재하면 재사용	항상 새로운 객체 생성
참조 비교	동일한 리터럴은 동일 객체 참조	항상 다른 객체 참조
효율성	메모리 효율적, 빠름	덜 효율적, 느림

 

 

결론

 

• 리터럴 방식은 String Pool을 이용하여 메모리 사용을 최적화하고, 동일한 문자열을 재사용한다. 이 방식은 자주 사용되는 문자열에 대해 메모리 효율성을 높일 수 있다.
• new 예약어 방식은 새로운 String 객체를 생성하여, 별도의 객체로 취급한다. 이 방법은 String의 변형이 필요할 때 적합할 수 있다.

 

참고 자료

1. 공식 자바 문서
   • Java String Documentation
     • 내용: String 클래스의 동작 원리와 String Pool에 대한 설명을 포함합니다.
2. 권위 있는 서적
   • "Effective Java" by Joshua Bloch
     • 내용: 이 책은 자바 프로그래밍의 모범 사례를 설명하며, 특히 String 객체의 메모리 관리와 성능 최적화에 대해 설명합니다.
     • 링크: Effective Java
   • "Java: The Complete Reference" by Herbert Schildt
     • 내용: 자바 언어의 심화된 개념을 다루며, String Pool과 Heap 메모리의 사용에 대한 설명을 제공합니다.
     • 링크: Java: The Complete Reference
3. 기술 블로그 및 온라인 자료
   • Baeldung: Java String Pool
     • 내용: String Pool의 동작과 사용 예제를 통해 메모리 관리의 이점을 설명합니다.
   • GeeksforGeeks: String Creation in Java
     • 내용: Java에서 String 객체 생성 방법과 그 차이점을 설명합니다.

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참고 자료에서의 내용을 확인한다.

공식 자바 문서 안

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/String.html#intern--

String (Java Platform SE 8 )

 

intern() 함수에 대한 설명이다.

 

public String intern()

Returns a canonical representation for the string object.
문자열 객체에 대한 표준 표현을 반환합니다.

A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the class String.
처음에는 비어 있는 문자열 풀은 String 클래스에 의해 비공개로 유지관리됩니다.

When the intern method is invoked, if the pool already contains a string equal to this String object as determined by the equals(Object) method, then the string from the pool is returned. Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to this String object is returned.
인턴 메소드가 호출될 때 풀에 이미 equals(Object) 메소드에 의해 결정된 이 String 객체와 동일한 문자열이 포함되어 있는 경우 풀의 문자열이 반환됩니다. 그렇지 않으면 이 문자열 개체가 풀에 추가되고 이 문자열 개체에 대한 참조가 반환됩니다.

It follows that for any two strings s and t, s.intern() == t.intern() is true if and only if s.equals(t) is true.
임의의 두 문자열 s와 t에 대해 s.intern() == t.intern()은 s.equals(t)가 참인 경우에만 참입니다.


All literal strings and string-valued constant expressions are interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the The Java™ Language Specification.
모든 리터럴 문자열과 문자열 값 상수 표현식은 인터닝됩니다. 문자열 리터럴은 Java™ 언어 사양의 섹션 3.10.5에 정의되어 있습니다.

Returns:a string that has the same contents as this string, but is guaranteed to be from a pool of unique strings.
반환값: 이 문자열과 내용이 동일하지만 고유한 문자열 풀에서 나온 것으로 보장되는 문자열입니다.

 

intern 함수에 대한 설명을 보니, intern 함수를 호출하는 String 객체는 String Pool 안에 없을 수도 있다고 한다. 리터럴로 생성하는 String 객체는 String Pool 안에 존재한다. 이를 통해 new String() 생성자로 생성하는 String 객체와 리터럴로 생성하는 String 객체가 할당받는 메모리 영역이 다르다는 것을 알 수 있다.

 

"Effective Java" by Joshua Bloch

집에 책이 있다.

 

아이템 6의 "불필요한 객체 생성을 피하라" 장에서 String에 대해 나온다.

 

 다음 코드는 하지 말아야 할 극단적인 예이니 유심히 한번 살펴보자.
String s = new String("bikini); // 따라하지 말 것!
이 문장은 실행될 때마다 String 인스턴스를 새로 만든다. 완전히 쓸데없는 행위다. 생성자에 넘겨진 "bikini" 자체가 이 생성자로 만들어내려는 String과 기능적으로 완전히 똑같다. 이 문장이 반복문이나 빈번히 호출되는 메서드 안에 있다면 쓸데없는 String 인스턴스가 수백만 개 만들어질 수도 있다.
 개선된 버전을 보자.
String s = "bikini";
이 코드는 새로운 인스턴스를 매번 만드는 대신 하나의 String 인스턴스를 사용한다. 나아가 이 방식을 사용한다면 같은 가상 머진 안에서 이와 똑같은 문자열 리터럴을 사용하는 모든 코드가 같은 객체를 재사용함이 보장된다.[JLS, 3.10.5]

 

책의 내용을 통해 new String() 생성자로 String 인스턴스가 매번 생성된다는 것을 알 수 있다.

 

온라인 자료

• https://www.baeldung.com/java-string-pool

Guide to Java String Pool | Baeldung

 

3. Strings Allocated Using the Constructor
3. 생성자를 사용하여 할당된 문자열

When we create a String via the new operator, the Java compiler will create a new object and store it in the heap space reserved for the JVM.
new 연산자를 통해 문자열을 생성하면 Java 컴파일러는 새 객체를 생성하여 JVM용으로 예약된 힙 공간에 저장합니다.

Every String created like this will point to a different memory region with its own address.
이렇게 생성된 모든 문자열은 자체 주소를 가진 다른 메모리 영역을 가리킵니다.

 

여기서 interning 개념도 소개한다.

2. String Interning

Thanks to the immutability of Strings in Java, the JVM can optimize the amount of memory allocated for them by storing only one copy of each literal String in the pool. This process is called interning.
Java에서 문자열의 불변성 덕분에 JVM은 풀에 각 리터럴 문자열의 사본 하나만 저장하여 할당된 메모리 양을 최적화할 수 있습니다. 이 과정을 인턴이라고 합니다.

 

• https://www.geeksforgeeks.org/strings-in-java/

Strings in Java - GeeksforGeeks

 

String s = new String(“Welcome”);

In such a case, JVM will create a new string object in normal (non-pool) heap memory and the literal “Welcome” will be placed in the string constant pool. The variable s will refer to the object in the heap (non-pool)

이러한 경우 JVM은 일반(풀이 아닌) 힙 메모리에 새 문자열 개체를 생성하고 리터럴 "Welcome"이 문자열 상수 풀에 배치됩니다. 변수 s는 힙(풀이 아닌)의 개체를 참조합니다.

 

여기서 머리를 싸맸다. s 인스턴스 생성은 String Pool 외부에서 메모리가 할당되었는데, 이 과정에서 String Pool에 "Welcome" String이 할당됐다는 것으로 이해했다.