자바는 Call by Value만 사용한다.

프로그래밍을 하다 보면 Call by Value / Call by Reference 개념을 배우게 된다.

특히 C언어에서 포인터 할 때 고통받았던 기억이...

 

옛날에 자바 공부할 때는 어디서는 Call by Reference도 사용한다고 봤다..!
결론만 보자면 자바는 Call by Value만 사용한다.

 

Call by Value

기본 데이터 타입

Call by Value란 값에 의한 호출을 의미한다.
메서드 호출 시 전달되는 값의 복사본이 메서드로 전달된다는 뜻이다.

public class CallByValueExample {

    public static void main(String[] args) {
        int original = 5;
        modify(original);
        System.out.println(original); // 5
    }

    public static void modify(int number) {
        number = 10; // number의 값을 변경
    }
}

위 코드에서 modify()메서드에 original 변수를 보내 값을 변경한다고 해도 5로 출력될 것이다.
메서드 내의 지역변수, 매개변수는 JVM 메모리의 스택 영역에 적재된다.

1. main()의 스택 프레임 내에 original 변수
2. modify()의 스택 프레임 내에 number 변수

이렇게 메서드에 대한 스택 프레임이 각각 생성되고, 각 메서드가 종료되면 소멸되기 때문에 변수의 원본값이 바뀌지 않는 것이다.

 

참조 데이터 타입

기본 타입이 아닌 객체 타입을 사용할 때도 Call by Value를 사용한다.
이 경우 "객체 참조(reference)의 값"이 전달된다. 즉, 객체 자체가 복사되는 것이 아니라 객체를 참조하는 주소 값을 전달한다.

 

기본타입에서는 변수를 메서드의 매개변수로 전달했을 때 변경되지 않은 것을 확인했다.
참조 타입인 배열을 메서드로 전달해 변경하면 바뀔까?

public class CallByValueExampleWithArray {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 10, 15};
        modifyArray(arr);
        System.out.println(arr[0]); // 10
    }

    public static void modifyArray(int[] array) {
        array[0] = 10; //arr의 0번째 값을 변경
    }
}

위 코드의 결과, 배열의 0번째 값이 10으로 변경된다.

 

main메서드가 실행하면 힙 영역에 arr 변수가 적재될 것이다.
그리고 modifyArray 메서드가 실행되면 스택 영역에 modifyArray 스택 프레임이 생성될 것이고, 그 안에 array변수는 힙 영역의 arr의 주소값을 참조한다.
(그래서 참조 데이터 타입인 것이다.)

 

그럼 Call by Reference도 사용하는 거 아니야?

위에 예제 보니까 객체가 참조로 전달되는 거 같은데 Call by Reference도 사용하는 거 아니야?! 할 수 있다.

 

하지만 자바 언어의 창시자인 제임스 고슬링이 말하길 "자바는 객체를 참조로 전달하지 않는다(not pass objects by reference). 대신 객체에 대한 참조를 값으로 전달한다(passes object references by value)"고 했다.

 

객체 자체를 전달하는 게 아니라 객체를 참조할 수 있는 값(refereces by value)을 전달하는 것이다.
그 값이 힙에 저장된 위치를 가리키는 메모리 주소인 것이다.
따라서 참조는 실제 객체에 대한 alias가 아니라 실제 객체에 접근하고 조작하는 방법이라고 볼 수 있다.

 

토비 님의 페이스북 글을 읽으면 더욱 명확하게 이해할 수 있다.

reference와 reference value를 꼭 구분 짓도록 하자!

 

"레퍼런스 값(reference value)을 call by value로 전달하면 호출된 메서드 내에서 호출 한쪽에서 참조하고 있는 오브젝트 내부 값을 변경할 수 있다."

 

 

NullPointerException의 pointer는?

자바에는 포인터(pointer)개념이 없어서 더욱 견고한 언어라고 했는데, NullPointerException의 포인터는 뭘까?

자바에서 객체는 힙(heap) 메모리에 저장되며, 변수(레퍼런스)는 해당 객체의 메모리 위치를 간접적으로 가리킨다.
이런 레퍼런스는 내부적으로 포인터와 비슷한 역할을 하지만, 프로그래머가 메모리 주소를 직접 조작하거나 관리할 수 없다.

null은 레퍼런스가 어떤 객체도 가리키지 않음을 나타내는 값이다.
즉, `NullPointerException`은 null 레퍼런스를 사용하려고 시도할 때 발생한다.

자바에서 비록 "포인터"라는 용어를 쓰지만, 이는 메모리 주소를 직접 다루는 C/C++의 포인터와는 다른 개념이다.

 

 

 

 

참고
자바는 Call By Value(Pass By Value) 방식으로만 동작한다
Call by Value, Call by Reference