예제로 배우는 자바 String Pool 이해하기

 

 

개요

이번 글에서는 예제를 통해 자바의 String Pool과 intern() 메서드 개념을 자세히 알아봅니다.

 

문자열 리터럴과 new 연산자를 통한 객체 생성, 그리고 intern() 메서드 사용 시 String Pool 내의 객체 참조를 어떻게 변경하는지 살펴봅니다.

 

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들어가기 전에

 

// Case 1
String str1 = "Hello, World!";
String str2 = "Hello, World!";
String str3 = new String("Hello, World!");
String str4 = new String("Hello, World!");

System.out.println(str1 == str2); 
System.out.println(str1 == str3); 
System.out.println(str3 == str4); 

// Case 2
str3 = str3.intern();
str4 = str4.intern();

System.out.println(str1 == str3);
System.out.println(str3 == str4);

// Case 3
String str5 = "Hello, ";
String str6 = "World!";
String str7 = "Hello, " + "World!";
String str8 = str5 + str6;

System.out.println(str7 == str8); 
System.out.println(str7.equals(str8));

 

 

어떤 결과가 나올지 한번 예상해보자. 

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1. 문자열 리터럴과 String Pool

자바에서 문자열은 보통 두 가지 방식으로 생성됩니다.

 

문자열 리터럴

예를 들어,

String str1 = "Hello, World!";
String str2 = "Hello, World!";

위와 같이 리터럴 형태로 문자열을 생성하면, JVM은 String Pool이라는 메모리 영역에 해당 문자열을 저장합니다. 동일한 리터럴은 한 번만 저장되므로,

System.out.println(str1 == str2); // true

로 두 변수는 같은 객체를 참조하게 됩니다.

 

 

new 연산자를 통한 문자열 생성

예를 들어,

String str3 = new String("Hello, World!");
String str4 = new String("Hello, World!");

이 경우, 문자열 리터럴 "Hello, World!"는 String Pool에 존재하더라도, new 연산자를 통해 Heap 영역에 별도의 객체가 생성됩니다. 그래서

System.out.println(str1 == str3); // false
System.out.println(str3 == str4); // false

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2. intern() 메서드로 String Pool 활용하기

자바의 intern() 메서드는 해당 문자열이 이미 String Pool에 존재하면 그 참조를 반환하고, 존재하지 않으면 String Pool에 추가한 후 그 참조를 반환합니다.

 

 

따라서, 아래와 같이 new 연산자로 생성한 문자열에 대해 intern()를 호출하면 String Pool에 저장된 문자열을 참조하게 되어

str3 = str3.intern();
str4 = str4.intern();

결과적으로,

System.out.println(str1 == str3); // true
System.out.println(str3 == str4); // true

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3. 컴파일 시점 vs 런타임 시점 문자열 결합

문자열 결합은 두 방식으로 처리됩니다.

컴파일 시점 결합

String str7 = "Hello, " + "World!";

컴파일러가 상수 리터럴끼리의 결합을 최적화하여 "Hello, World!"로 미리 계산 후 String Pool에 저장합니다.

 

런타임 시점 결합

String str5 = "Hello, ";
String str6 = "World!";
String str8 = str5 + str6;

변수들을 사용한 결합은 런타임에 수행되어 새로운 문자열 객체가 생성됩니다. 이 객체는 기본적으로 String Pool에 저장되지 않으므로,

System.out.println(str7 == str8); // false
System.out.println(str7.equals(str8)); // true

 

equals() 을 사용한다면 역시나 같은 결과가 나오지만 str7은 String Pool에 있는 리터럴 참조이고, str8은 런타임에 만들어진 새로운 객체의 참조이기에 false 가 나온다.

https://blog.devgenius.io/beginners-guide-to-compile-time-and-runtime-polymorphism-in-java-72d197862778

 

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4. UsingConstantPool 예제 코드

아래는 주석과 출력 결과 설명 없이 정리한 최종 코드입니다.

public class UsingConstantPool {
	public static void main(String[] args) {
		// Case 1
		String str1 = "Hello, World!";
		String str2 = "Hello, World!";
		String str3 = new String("Hello, World!");
		String str4 = new String("Hello, World!");
		
		System.out.println(str1 == str2); // true
		// str1은 String Pool의 객체이고, str3은 Heap에 새로 생성된 객체이므로 서로 다른 참조를 가진다. 따라서 false가 출력된다.
		System.out.println(str1 == str3); // false
		// 각각 별도의 new 연산자로 생성된 Heap 객체이므로 서로 다른 참조를 가진다. 따라서 false가 출력된다.
		System.out.println(str3 == str4); // false
		
		// Case 2
		
		// intern() 메서드는 호출한 문자열 객체가 이미 String Pool에 존재하면 그 객체의 참조를 반환하고, 존재하지 않으면 현재 문자열 객체를 String Pool에 추가한 후 그 참조를 반환한다.
		str3 = str3.intern();
		str4 = str4.intern();
		
		System.out.println(str1 == str3); // true
		// str3과 str4 모두 "Hello, World!"라는 String Pool에 저장된 객체의 참조를 가지고 있으므로 true가 출력된다.
		System.out.println(str3 == str4); // true
		
		// Case 3
		String str5 = "Hello, ";
		String str6 = "World!";
		// "Hello, " + "World!"는 두 리터럴의 연결이 컴파일 시점에 수행되어 "Hello, World!"라는 단일 리터럴로 변환
		String str7 = "Hello, " + "World!";
		// str5 + str6는 변수들을 사용한 연결이기 때문에 런타임에 문자열 결합이 수행됩니다. 즉, 새로운 문자열 객체가 생성되며, 이 객체는 기본적으로 String Pool에 자동으로 저장되지 않는다.
		String str8 = str5 + str6;
		
		// str7은 String Pool에 있는 리터럴 참조이고, str8은 런타임에 만들어진 새로운 객체의 참조이다.
		System.out.println(str7 == str8); // false
		// 두 문자열의 값(내용)이 동일하기 때문에 equals() 메서드는 true를 반환한다.
		System.out.println(str7.equals(str8)); // true
		
	}
}

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5. 정리 및 마무리

String Pool은 JVM이 문자열 리터럴을 재사용하기 위해 관리하는 메모리 영역입니다.

 

== 연산자는 객체의 참조를 비교하고, equals() 메서드는 문자열의 내용을 비교합니다.

 

intern() 메서드를 사용하면 Heap 영역의 문자열 객체를 String Pool에 있는 동일한 값의 객체로 연결할 수 있습니다.

 

또한, 컴파일 시점에 결합되는 문자열 리터럴과 런타임에 결합되는 문자열 객체는 비교 결과가 다를 수 있으므로 주의해야 합니다.