[Java] String 객체 선언 방법 & String Constant Pool

Java에서 문자열을 나타내는 String 객체를 선언하는 방법은 new 연산을 통해 객체를 생성하는 방법과 ""를 이용해서 생성하는 리터럴 방법이 존재한다.

String a = new String("Hello"); //new 연산
String b = "Hello"; //리터럴 방식

 

그렇다면 이 두 방식의 차이는 무엇일까? 이에 대해 알아보기 전에 간단한 예제를 한번 보도록 하자

​Java에서 객체 간의 '==' 연산은 두 객체의 주소가 같은지를 비교한다. 다음과 같이 4개의 String 객체를 선언하여 각각 주소를 비교해보자. 분명히 a, b, c, d는 서로 다른 객체니 주소가 달라야 할 것이다.

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		String a = new String("Hello");
		String b = new String("Hello");
		String c = "Hello";
		String d = "Hello";
		
		System.out.println("a == b : " + (a == b));
		System.out.println("b == c : " + (b == c));
		System.out.println("c == d : " + (c == d));
	}
}

 

하지만 실행 결과는 다음과 같다.

 

new 연산을 통해 생성된 String 객체는 모두 다른 주소를 가리키지만 리터럴 방식으로 생성된 c와 d는 같은 주소를 가리키는 것을 확인할 수 있다.

​분명히 다른 객체인데 리터럴 방식으로 생성된 c와 d는 같은 주소를 가리키는 것일까? 이는 객체를 생성 시 메모리에 어떻게 할당되는지의 차이이다.

​

new 연산을 통해 객체를 생성하면 Heap 영역에 객체가 선언된다. 즉, a와 b는 Heap 영역에 각각 할당된다.

​

반대로 리터럴 방식은 Heap 영역의 String Constant Pool이라는 영역에 할당된다. String Constant Pool 이란 Heap 영역에서 String 객체를 별도로 관리하는 장소이다.

​리터럴 방식으로 String 객체를 생성하면 String 클래스의 intern() 메서드를 통해 String Constant Pool 영역에 객체를 생성한다.

 

대충 해석해보면 해당 객체가 String Constant Pool에 존재하면 해당 객체의 주소를 반환하고 존재하지 않는다면 해당 객체를 저장한다는 의미이다.

​따라서 c 객체를 생성하면 JVM에서 String Constant Pool을 확인하여 해당 문자열을 가진 객체가 존재하지 않기 때문에 c 객체를 저장한다.

​하지만 d 객체를 생성하면 String Constant Pool에 "Hello" 문자열을 가지는 c 객체가 존재하기 때문에 새롭게 객체를 생성하지 않고 c 객체의 주소를 반환받기 때문에 c와 d 객체는 같은 주소를 가리키는 것이다.

 

또한, intern() 메서드를 통해 new 연산으로 생성된 객체를 String Constant Pool에 저장시켜 같은 주소를 가리키도록 할 수 있다.

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		String a = new String("Hello");
		String b = "Hello";
		System.out.println("a == b : " + (a == b));
		a = a.intern();
		System.out.println("a == b : " + (a == b));
	}
}

 

new 연산으로 생성된 a 객체를 intern() 메서드를 통해 String Constant Pool 영역으로 이동시켰기 때문에 a와 b는 같은 주소를 가리키게 된다.

 

리터럴 방식으로 String 객체를 생성하면 매번 Heap 영역에 새로운 객체를 할당하지 않아도 되기 때문에 메모리를 절약할 수 있는 장점이 존재한다.

​이러한 리터럴 방식이 가능한 이유는 String의 특징인 불변(immutable)때문이다.

​

String 객체는 불변하기 때문에 멀티 스레드 환경에서 같은 문자열을 사용하기 위해 동일한 객체를 참조하여도 안전함이 보장된다.

​또한, Heap 영역에 존재하기 때문에 Garbage Collection의 대상이 될 수 있는 장점도 존재한다.

​원래 String Constant Pool은 Perm 영역에 존재하였는데 Java 7부터 Heap 영역으로 옮겨졌다.

​Perm 영역은 실행 시간(Runtime)에 가변적으로 변경할 수 없는 고정된 사이즈이기 때문에 intern 메서드의 호출은 저장할 공간이 부족하게 만들 수 있었다. 즉, Out Of Memory가 발생할 수 있는 위험이 존재한다.

​하지만 Heap 영역으로 옮겨지면서 GC 대상이 될 수 있기 때문에 메모리를 관리할 수 있게 되었다.

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​

[ Reference ]

· https://madplay.github.io/post/java-string-literal-vs-string-object