[CS] Call by Value, Call by Reference

Call by Value, Call by Reference

• 메서드를 호출할 때 파라미터를 전달하는 방법 

Call by Value

• 메서드를 호출할 때 인자의 값을 그대로 복사해서 함수에 전달하는 방식입니다.
• 메서드를 호출하는 호출자 (Caller)의 변수와 호출당하는 수신자 (Callee)의 파라미터는 복사된 서로 다른 변수입니다.
• 값만을 전달하기에 수신자의 파라미터를 수정해도 호출자의 변수는 변경되지 않습니다.
• 메서드를 호출하는 순간에 복사본이 생성되며, 복사본의 값만 변경되며 원본의 값은 변경되지 않습니다.
• Java에서는 call-by-value로 동작합니다. (값을 복사, 주소값을 복사)

Call by Reference (Java X, 100% Call by Value 방식) 

• 메서드를 호출할 때 인자의 메모리 주소(참조)를 함수에 전달하는 방식입니다.
• 참조값을 직접 넘기기 때문에 변수와 수신자의 파라미터는 완전히 동일한 변수입니다.
• 메서드 내에서 파라미터를 수정하면 그대로 원본 변수에도 반영됩니다.
• 값 자체를 복사해야 하는 방식의 Call by Value와 비교하면, 주소(포인터)만 복사하면 되기에 일반적으로 복사 비용은 적습니다.
• Java에서는 C/C++ 처럼 포인터를 노출하지 않고, 주소연산자(&)를 이용해 직접적인 메모리 참조가 불가능하기에 call by reference라는 개념이 존재하지 않습니다. 

Java에서의 Parameter 전달 메커니즘

• 해당 글 (JVM Memory 구조 포스팅)에서 reference type, primitive type은 모두 stack area에 존재하는 것을 확인할 수 있습니다. (객체 정보는 제외)
• Primitive Type
  • 메서드를 인자와 함께 호출하는 순간 primitive type의 경우에는 각 변수에 대한 복사본을 생성하여, stack memory 다른 위치에 저장되게 됩니다. 그래서 원본 변수는 값을 그대로 유지하게 됩니다.
• Reference Type 
  • reference type의 경우는 객체 정보는 heap area, 객체를 참조 값은 stack area에 동적으로 저장됩니다. 이러한 객체들은 참조 변수(reference variable)를 통해 접근합니다.
  • Java의 객체는 Primitive Type과 달리 두 단계로 저장됩니다.
    • 참조 변수는 stack area, 객체는 heap 메모리에 저장됩니다.
    • 객체를 메서드 인자로 전달하면, 참조 변수의 복사본이 생성되어 원래 참조 변수가 가리키는 동일한 힙 메모리 주소를 가리키게 됩니다.
    • 메서드 내부에서 같은 객체의 속성을 변경하게 되면, 그 변경 사항이 원본 객체에도 반영됩니다. (주소값을 넘겨받아서 같은 객체를 바라보기 때문입니다.)
    • 하지만, 메서드 안에서 전달받은 참조 변수에 새로운 객체를 할당하면, 복사본 참조만 새 객체를 가리키게 되므로 원래 참조 변수에는 변화가 없습니다.

https://www.baeldung.com/java-pass-by-value-or-pass-by-reference

Primitive Type Test

public class PrimitiveType {

    public static void main(String[] args) {
        int x = 1;
        int y = 2;

        // before modification
        System.out.println(x == 1);
        System.out.println(y == 2);

        modify(x, y);

        System.out.println(x == 1);
        System.out.println(y == 2);
    }

    private static void modify(int x1, int x2) {
        x1 = 5;
        x2 = 10;
    }
}

 

modify 메서드 호출 후 원본 값 그대로 유지

• stack memory에 저장된 원본의 값은 변동되지 않습니다. 
• modify 메서드 호출 후에 생성되는 복사본의 값이 각각 5, 10으로 변동됩니다. 

Reference Type Test

modify 메서드 호출 시 A 클래스의 num 변수만 2로 변경

 

Reference Type의 동작과정

1. new 키워드를 통한 객체 생성 시, 2. modify 호출 시점 시

• 1번의 경우 A, B 객체 생성 시 stack 메모리에 존재하는 참조 변수가 heap 메모리에 존재하는 각각의 객체를 가리키고 있는 상태입니다.
• 2번의 경우는 modify 메서드 호출 시점에 Call By Value를 통해 참조 변수의 복사본을 생성하여 stack 메모리에 저장합니다.
  • 참조 변수의 복사본은 기존의 참조변수와 동일하게 같은 객체를 바라보고 있는 형태입니다.

메서드 내에서 참조 변수가 새로운 객체를 할당할 경우 

• 메서드 호출 시 넘겨주는 참조 변수에 대해 새로운 객체를 할당할 경우 힙 메모리에 새로운 객체를 바라보게 되므로 원본 객체에 대해서는 아무런 영향을 미치지 않게 됩니다.
• 위의 명시한 예제와 같은 형태입니다. (modify 메서드 내부에서 새로운 객체를 할당)

 

 

<참고 자료>

https://www.baeldung.com/java-pass-by-value-or-pass-by-reference

https://bcp0109.tistory.com/360