[Java] int 와 Integer 차이

 

시작하기에 앞서 JVM 메모리 구조 이야기가 나오는데

간단하게 설명하자면 JVM은 운영체제 위에서 실행될 때 각각의 운영체제로부터 메모리를 할당 받고 그 메모리를 용도에 따라 여러 영역으로 나누어 관리하기에 해당 이야기를 하는 것으로 생각하면됨

 

 

결론은 int는 primitive type(원시 타입) 이고 integer는 wrapper class(래퍼 클래스) 임

 

int

 

• 단순히 숫자 값을 나타내는 Java의 8개 원시 타입 중 하나임
  
  => 메서드나 속성을 가질 수 없는 단순한 데이터 타입

 

Java의 8개 원시 타입

boolean : ture 또는 false (8bit)
char : 유니코드 문자 데이터 (16bit)
byte : -128 ~ 127 (8bit)
short : -32768 ~ 32767 (16bit)
int : -21억 ~ 21억 (32bit)
long : -100경 ~ 100경 (64bit)
float : -3.4 * 10^38 ~ 3.4 * 10^3.8 (32bit)
double : -1.7 * 10^308 ~ 1.7 * 10^308 (64bit)

 

 

• null 값을 가질 수 없으며 기본값은 0임
  
  
• 메모리 사용이 적고 연산 속도가 빠름
  
  
• JVM 메모리 구조에서 Stack 메모리 영역에 직접 저장됨

Stack 메모리

1. 메서드 호출과 관련된 정보를 저장하는 영역임

2. LIFO(Last In First Out) 구조로 동작함

3. 각 스레드마다 독립적인 Stack 영역을 가짐

4. 접근 속도가 빠름

 

Integer

 

• int 원시 타입을 객체로 감싸는 클래스임
  
  => java.lang.Number 클래스를 상속받은 클래스

 

• 다양한 메서드와 속성을 제공

 

• null 값을 가질 수 있음

 

• 객체이므로 더 많은 메모리를 사용함 (약 16byte)

 

• JVM 메모리 구조에서 Heap 메모리 영역에 저장됨
  
  => 참조 변수는 Stack에 저장되고, 실제 객체는 Heap에 저장되는 것임

 

Heap 메모리

1. 동적으로 생성된 객체가 저장되는 영역

2. 모든 스레드가 공유하는 메모리 영역

3. Garbage Collector에 의해 관리됨

4. Stack보다 접근 속도가 느림

 

Wrapper Class

 

래퍼 클래스는 원시 타입을 객체로 감싸는 클래스임

 

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
    private final int value;
    public Integer(int value) {
        this.value = value;
    }
    // 기타 메서드들...
}

 

Integer 클래스의 실제 구현을 살펴보면 내부적으로 int 값을 포장하고 있는 것을 볼 수 있음

 

 

Boxing(박싱), Unboxing(언박싱)

 

Boxing과 Unboxing은 Java에서 primitive type과 해당 wrapper class 간의 변환 과정을 의미하는데 

Java 5부터는 Autoboxing과 Auto-unboxing을 지원함

 

 

박싱

 

 

int primitiveValue = 10;
Integer wrappedValue = new Integer(primitiveValue); // 명시적 박싱

 

기본 타입의 데이터를 해당하는 래퍼 클래스의 객체로 변환하는 것이 박싱임

 

언박싱

 

 

Integer wrappedValue = new Integer(20);
int primitiveValue = wrappedValue.intValue(); // 명시적 언박싱

 

래퍼클래스의 객체를 해당하는 기본 타입으로 변환하는 것이 언박싱임

 

자동 박싱 (Autoboxing)

 

int primitiveValue = 10;
Integer wrappedValue = primitiveValue; // 자동 박싱

 

자동 박싱은 컴파일러가 기본 타입을 자동으로 해당 래퍼 클래스 객체로 변환하는 과정임

 

Integer wrappedValue = Integer.valueOf(primitiveValue);

 

컴파일러 내부적으로 위와 같이 변환함

 

추가적으로 Integer.valueOf()는 int -> Integer 나 String -> Integer 로 변환할 때 사용하는 메서드로 -128~127 사이의 값에 대해 캐싱 메커니즘을 사용함

 

private static class IntegerCache {
    static final Integer[] cache;
    
    static {
        // -128부터 127까지의 Integer 객체를 미리 생성하여 cache 배열에 저장
        cache = new Integer[256];
        for (int i = 0; i < cache.length; i++)
            cache[i] = new Integer(i - 128);
    }
}

Integer 클래스 내부적으로 IntegerCache라는 정적 내부 클래스를 가지고 있는데 이 클래스는 JVM이 시작될 때 해당 범위의 Integer 객체를 미리 생성하여 배열에 저장해둠

 

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= -128 && i <= 127) {
        return IntegerCache.cache[i + 128];
    }
    return new Integer(i);
}

 

=> 이 범위 내의 값들은 새 객체를 생성하지 않고 이미 캐싱된 객체를 반환하므로 메모리 사용량을 줄이고 성능을 향상 시킴

 

 

자동 언박싱(Auto-unboxing)

 

Integer wrappedValue = new Integer(20);
int primitiveValue = wrappedValue; // 자동 언박싱

 

자동 언박싱은 컴파일러가 래퍼 클래스 객체를 해당 기본 타입으로 변환하는 과정임

 

int primitiveValue = wrappedValue.intValue();

 

컴파일러 내부적으로 위와 같이 변환함

 

사용 예시와 차이점

 

1. Collection에서의 사용

 

// 잘못된 사용
ArrayList<int> numbers = new ArrayList<int>(); // 컴파일 오류

// 올바른 사용
ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<Integer>();
numbers.add(1); // 자동 박싱 덕분에 int 1이 Integer로 변환되어 저장됨

 

 

ArrayList, HashMap 등의 컬렉션 프레임워크는 객체만 저장할 수 있으므로 원시타입을 사용할 수 없음

 

 

2. 메서드와 유틸리티 기능

 

// 문자열을 정수로 변환
int value = Integer.parseInt("123");

// 정수의 16진수 표현 얻기
String hexString = Integer.toHexString(255); // "ff" 반환

// 최대값, 최소값 사용
int maxValue = Integer.MAX_VALUE;

 

Integer 클래스는 다양한 메서드를 제공함

 

3. 비교 연산

 

int a = 5;
int b = 5;
System.out.println(a == b); // true, 값 비교

Integer c = new Integer(5);
Integer d = new Integer(5);
System.out.println(c == d); // false, 참조 비교
System.out.println(c.equals(d)); // true, 값 비교

 

Integer 객체 비교 시 '==' 연산자는 참조를 비교하므로 값 비교를 원한다면 equals() 메서드를 사용해야함

 

Integer a = Integer.valueOf(100);
Integer b = Integer.valueOf(100);
System.out.println(a == b); // true

Integer c = Integer.valueOf(200);
Integer d = Integer.valueOf(200);
System.out.println(c == d); // false

 

=> 위에서 다뤘듯이 Integer.valueOf()가  -128~127까지의 값에 대해 캐싱을 사용하기에 해당 범위의 Integer에서  '==' 가 같은 객체를 참조하므로 true가 나올 수 있음

 

(a와 b 모두 valueOf(100)을 통해 생성되었으므로 새 객체를 생성하지 않고 이미 생성된 동일한 Integer 객체를 반환함)

 

 

📌 사용 지침

성능(메모리 효율성)이 중요하거나 단순 계산에서는 int를 사용하고 

null 값이 필요하거나 객체로 다뤄야 할 경우 integer를 사용해야함
(컬렉션에서는 integer 사용이 필수)