item 61 박싱된 기본 타입보다는 기본 타입을 사용하라

ITEM 61 박싱된 기본 타입보다는 기본 타입을 사용하라

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자바의 데이터 타입은 크게 두 가지로 나눌 수 있다

• 기본타입
  • int, double, boolean
• 참조타입
  • String, List

각각의 기본 타입에는 대응하는 참조타입이 하나씩 있으며 이를 박싱된 기본 타입이라고 한다

• ex) int, double, boolean 에 대응하는 박싱된 기본타입은 Integer, Double, Boolean이다

오토박싱과 오토언박싱 덕분에 두 타입을 크게 구분하지 않고 사용 가능 하지만 그렇다고 차이가 없는 것은 아니다

• 둘 상시에는 분명한 차이가 있으니 어떤 타입을 사용할건지는 중요하며 신중하게 선택 해야 한다
• 기본 타입과 박싱된 기본 타입은 크게 세가지 차이가 있다
  1. 기본 타입은 값만 가지고 있지만 박싱된 기본 타입은 값에 더해 식별성이란 속성을 가진다
     1. 박싱된 기본타입의 두 인스턴스는 값이 같아도 서로 다르다고 식별 가능하다는것
  2. 기본 타입의 값은 언제나 유효하나 박싱된 기본 타입은 유효하지 않은 값, null을 가질 수 있다
  3. 기본 타입이 박싱된 기본 타입보다 시간과 메모리 사용면에서 더 효율적이다
• 위의 세가지 차이 때문에 주의해서 사용하지 않으면 문제가 발생 가능 하다
• 박싱된 기본 타입에 == 연산자를 사용하면 오류가 난다
• 기본 타입과 박싱된 기본 타입을 혼용한 연산에서는 박싱된 기본 타입의 박싱이 자동으로 풀린다

  잘못 구현된 비교자
  Comparator<Integer> naturalOrder = (i,j) -> (i<j) ? -1 : (i == j ? 0 : 1);
  별다른 문제가 없는것 처럼 보이며 원소 개수가 많은 리스트를 넣어서 돌려도 크게 문제가 없다
  하지만 naturalOrder.compare(new Integer(42), new Integer(42)); 이 코드를 돌리면 문제가 발생한다
  두 Integer 인스턴스의 값이 42로 같기 때문에 0이 출력되어야 하지만 1이 출력된다
  

naturalOrder의 첫번째 검사(i < j) 는 정상 동작한다
여기서 i와 j가 참조하는 오토박싱된 Integer 인스턴스는 기본 타입 값으로 변환된다
그 후 첫번째 정숫값이 두번째 값보다 작은지 평가한다
작지 않다면 두 번째 검사(i == j)가 이뤄진다
두번째 검사에서는 두 객체참조의 식별성을 검사하게 된다
i와 j가 서로 다른 Integer 인스턴스라면 값은 같더라도 이 연산에서 false가 나오면서 비교자는 잘못된 결과인 1을 반환한다

위와 같이 기본 타입을 다루는 비교자가 필요하다면 Comparator.naturalOrder()를 사용하자

문제를 수정한 비교자
Comparator naturalOrder = (iBoxed, jBoxed) -> {
int i = iBoxed, j = jBoxed; //오토박싱
return i < j ? -1 : (i == j ? 0 : 1);
};
비교자를 직접 만들면 비교자 생성 메서드나 기본 타입을 받는 정적 compare 메서드를 사용해야 한다
그렇더라도 이 문제를 고치려면 지역변수 2개를 두어 각각 박싱된 Integer 매개변수의 값을 기본 타입 정수로 저장하고 모든 비교를 이 기본타입 변수로 수행해야 한다
이러면 식별성 검사가 이뤄지지 않아 오류가 발생하지 않는다

기이한 프로그램
public class Unbelievable {
static Integer i;

public static void main(String[] args) {
if (i == 42)
System.out.println("믿을수없음");
}
}

i == 42 를 검사할때 NullPointException을 던진다
원인은 i가 int가 아닌 Integer이며 다른 참조 타입 필드와 마찬가지로 i의 초기값도 null이라 그렇다
i == 42는 Integer와 int를 비교하는 것이며 박싱된 기본 타입의 박싱이 자동으로 풀리고 null참조를 언박싱하면 NullPointException이 발생한다

• i를 int로 선언하면 문제없이 동작한다

엄청나게 느린 코드
public static void main(String[] args) {
Long sum = 0L;
for (long i=0; i<=Integer.MAX_VALUE; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}

위 코드는 실수로 지역변수 sum을 박싱된 기본 타입으로 선언하여 느려졌다
오류나 경고 없이 컴파일 되지만 박싱과 언박싱이 반복해서 일어나 체감될 정도로 성능이 느리다

박싱된 기본타입은 언제 써야되나?
* 컬렉션의 원소, 키, 값으로 사용한다
  * 컬렉션은 기본 타입을 담을 수 없어서 어쩔수 없이 박싱된 기본 타입을 써야한다
* 매개변수화 타입이나 매개변수화 메서드의 타입 매개변수로는 박싱된 기본 타입을 써야한다 
  * 자바는 타입 매개변수로 기본 타입을 지원하지 않는다 
    * ThreadLocal<int> 이건 안되지만 ThreadLocal<Integer>는 가능하다는 이야기
* 리플렉션을 통해 메서드를 호출하는 경우도 박싱된 기본 타입을 써야한다

#### 기본 타입과 박싱된 기본 타입 중 하나를 선택해야 하면 기본 타입을 사용하자 기본 타입은 간단하며 빠르다
#### 박싱된 기본 타입을 써야 한다면 주의를 기울이자
#### 오토박싱이 박싱된 기본 타입을 사용할 때의 번거로움을 줄여주지만 그 위험까지 없애주지는 않는다
#### 두 박싱된 기본 타입을 == 연산자로 비교한다면 식별성 비교가 이뤄지는데 이는 개발자가 원한게 아닐 가능성이 크다
#### 같은 연산에서 기본 타입과 박싱된 기본 타입을 혼용하면 언박싱이 이뤄지며 언박싱 과정에서 NPE 발생 가능하다
#### 기본 타입을 박싱하는 작업은 필요 없는 객체를 생성하는 부작용을 나을 수 있다