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String 객체는 가변일까, 불변일까?

String 객체는 불변(Immutable) 입니다. String 클래스는 내부적으로 final 키워드가 선언된 byte[] 필드를 사용해서 문자열을 저장하기 때문입니다.

String은 참조 타입(Reference Type)이기 때문에 concat(), replace(), toUpperCase()와 같은 String 메서드를 호출하면 새로운 String 객체를 참조하고 기존 객체를 수정하지 않습니다. 따라서 String 객체를 불변하게 유지할 수 있습니다.

✔️ String을 불변으로 설계한 이유는 무엇일까?​

String을 불변으로 설계한 덕분에 많은 이점을 얻을 수 있습니다.

  • String Constant Pool을 사용할 수 있습니다. 이를 통해 동일한 문자열의 String 변수들은 같은 객체를 공유하기 때문에 메모리를 효율적으로 사용할 수 있습니다.
  • 불변한 객체는 멀티 스레드 환경에서 thread-safe합니다. 문자열을 변경하면 String Constant Pool에 새로운 객체를 생성하기 때문에 동기화를 신경쓸 필요가 없습니다.
  • 해시코드를 한 번만 계산하고 이를 캐싱해서 재사용할 수 있습니다.
  • 비밀번호, 토큰, URL 등의 민감한 정보를 안전하게 다룰 수 있습니다. 불변한 객체는 변경할 수 없기 때문에 민감한 정보가 예기치 않게 수정되는 것을 방지할 수 있습니다.

✔️ 리터럴로 생성한 String 객체와 생성자로 생성한 String 객체를 비교하면 어떤 차이가 있을까?​

두 방식으로 생성한 객체는 같은 문자열을 갖더라도 메모리 상에서 다르게 처리됩니다.

String first = "hello"; // 리터럴로 생성
String second = new String("hello"); // 생성자로 생성
String third = "hello";

System.out.println(System.identityHashCode(first)); // 498931366
System.out.println(System.identityHashCode(second)); // 2060468723
System.out.println(System.identityHashCode(third)); // 498931366

리터럴로 생성한 String 객체는 Heap 영역의 String Constant Pool에 저장되어 동일한 문자열을 재사용할 수 있습니다. 문자열이 String Constant Pool에 이미 존재하면 같은 주소를 참조합니다. 반면, 생성자로 생성한 String 객체는 Heap 영역에 저장되어 동일한 문자열이더라도 항상 새로운 객체를 생성합니다.

✅ intern() 메서드를 사용하면 Heap 영역에 저장된 String 객체를 String Constant Pool에 저장할 수 있습니다.​

String first = "hello";
String second = new String("hello");
String third = second.intern(); // intern() 메서드 사용

System.out.println(System.identityHashCode(first)); // 498931366
System.out.println(System.identityHashCode(second)); // 2060468723
System.out.println(System.identityHashCode(third)); // 498931366

intern() 메서드는 해당 문자열이 String Constant Pool에 존재할 경우 그 주소 값을 반환하고, 없을 경우 String Constant Pool에 추가하고 새로운 주소 값을 반환합니다.

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