자바 시점의 Call by Value, Call by Reference

자바에서 원시 타입은 Call by Value에 가깝고 객체는 Call by Reference처럼 동작하지만, 엄밀히 말해 자바는 항상 Call by Value를 사용한다.
Call by Value, Call by Reference에 대해 공부할 때 항상 나오는 말이지만 이것만 보면 뭔 소린가 싶다🤔. 우선 Call by Value vs. Call by Reference 개념을 간단히 정리하고, 자바에서 객체를 어떻게 전달하길래 Call by Ref처럼 보이지만 사실은 Call by Value 라고 하는지 알아보자.

❓ Call by Value (값에 의한 호출)이란

함수가 호출될 때 값의 복사본을 전달하는 방식이다.
즉, 원본 변수는 변경되지 않는다.
함수가 호출 될 때 마다 메모리 사용량이 증가한다.

❓ Call by Reference (참조에 의한 호출)이란

함수가 호출될 때 메모리 주소를 전달하는 방식이다.
즉, 원본 데이터가 변경된다.
메모리 효율적이지만, 데이터 무결성에 주의해야 한다.

❓ 자바에서 객체를 전달할 때 Call by Reference처럼 보이는 이유

class Person {
    String name;
    
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    void changeName(String newName) {
        this.name = newName;
    }
}

public class CallByValueExample {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person("Alice");
        modifyPerson(p);
        System.out.println(p.name); // "Bob"
    }

    public static void modifyPerson(Person person) {
        person.changeName("Bob"); // 객체 내부 값 변경
    }
}

이 코드를 살펴보면 modifyPerson(p); 를 호출할 때, p의 참조값(메모리 주소)이 함수로 전달된다. 그런 다음 person.changeName("Bob")이 호출되면서 person이 가리키는 원래 객체의 필드 값이 변경된다.
즉, p.name값이 Bob으로 변경되면서 Call by Reference처럼 원본 객체가 수정되는 것 같이 보인다.

❓ 그럼에도 불구하고 자바가 Call by Value인 이유

class Person {
    String name;
    
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
}

public class CallByValueProof {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person("Alice");
        modifyPerson(p);
        System.out.println(p.name); // "Alice" (변경되지 않음)
    }

    public static void modifyPerson(Person person) {
        person = new Person("Bob"); // 새로운 객체 할당 (원본과 무관)
    }
}

modifyPerson(p);가 호출 될 때, p의 참조값(메모리 주소)이 복사되어 전달된다.
person = new Person("Bob");으로 넘어와서, person이라는 원래 객체의 복사본이 생긴다. person은 p를 복사해와서 새로운 값을 할당한 것이므로 원본 객체 p에는 영향을 주지 않는다.
즉, p.name은 여전히 Alice이다.

Call by Reference 방식으로 동작한다면 p.name 값도 Bob으로 변경되어야 한다. 하지만 변경되지 않았으므로, 자바가 Call by Value 방식으로 동작한다는 것을 알 수 있다.

❓ 그럼 자바에서 객체를 전달 할 때 어떤 일이 일어나는 걸까?

객체의 참조값(Person p의 p)이 스택에 저장된다.
함수에 전달 될 때, 이 참조값이 복사되어 전달된다.
즉, 함수 내부에서 이 복사된 참조값을 통해 객체를 조작 할 수 있다.
하지만, 이 참조값 자체가 변경(새 객체 할당)되면 원본에 영향을 주지 않는다.