<div id="readability-page-1" class="page"><cite>박종명</cite>
 2023. 11. 2. 08:26
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 <blockquote data-ke-style="style2">이 글은 제가 과거에 운영했던 사이트인&nbsp;<a href="http://mkexdev.net/">http://mkexdev.net</a>&nbsp;의 글을 옮겨온 것입니다. 원본 글은 2010년 10월에 작성되었습니다.그 전에 운영했었던 사이트(mkex.pe.kr)은 흔적도 없이 사라 졌습니다. 그속의 글들도 모두... 그래서 이 사이트도 사라지기 전에 옮기고 싶은 글을 조금씩 이 블로그로 이동시키려 합니다. (원본글) <a href="http://mkexdev.net/Article/Content.aspx?parentCategoryID=1&amp;categoryID=5&amp;ID=671" target="_blank" rel="noopener">http://mkexdev.net/Article/Content.aspx?parentCategoryID=1&amp;categoryID=5&amp;ID=671</a>이 글은 닷넷 기초 지식을 전파하기 위해 2010경에 작성되었으며, 당시&nbsp;<a href="https://cafe.naver.com/cstudyjava">윤성우의 프로그래밍 스터디그룹 네이버 카페</a>에도 필진으로 참여하여 연재했던 글이기도 합니다. 현재 시점에서 조금 달라진 부분이 있을 수 있으나 기본 원리와 언어 기초에 해당하는 부분은 크게 변하지 않았을 것으로 생각하며 이런 부분들을 감안해서 봐 주시기 바랍니다.</blockquote>

“박싱/언박싱은 성능에 좋지 않습니다”

안녕하세요.&nbsp;박종명입니다.&nbsp;닷넷 일곱 번째 강좌를 진행하도록 하겠습니다
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지난 강좌에서&nbsp;C#의 자료형에 대해 알아 보았는데요.&nbsp;자료형을 학습하면서 빼 놓을 수 없는 것이 바로&nbsp;자료형의 변환일 것입니다. 정수를 실수로 변환하는 등의 내용은 너무 유명(?)하기에 생략하기로 하며&nbsp;이번 강좌에서는&nbsp;값 형식과 참조 형식 간 변환이 일어나는 과정에 대해 알아보도록 하겠습니다.
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지난 시간에 값 형식(Value Type)&nbsp;자료는 스택(Stack)&nbsp;메모리 영역에, 참조 형식(Reference Type)&nbsp;자료는 힙(Heap)&nbsp;메모리 영역에 저장된다고 배웠습니다.

이러한 값 형식과 참조 형식간에도 변환이 일어날 수 있는데요.
값 형식을 참조 형식으로 변환하는 것을&nbsp;박싱(Boxing),
참조 형식을 값 형식으로 변환하는 것을&nbsp;언박싱(UnBoxing)이라고 합니다

*&nbsp;박싱(Boxing)
값 형식을 참조 형식으로 변환하는 것을 말하며&nbsp;스택에 있는 데이터가 힙으로 복사&nbsp;됩니다.
아래와 같이 값 형식인 정수형 자료&nbsp;int&nbsp;를 참조형식인&nbsp;object&nbsp;객체로 할당하게 되면 자동으로 박싱이 일어납니다.
박싱은 묵시적으로 일어나며 명시적으로 해도 무방합니다.

int&nbsp;= 123;
object&nbsp;o = i; //박싱(묵시적 변환)
<figure data-ke-mobilestyle="widthOrigin" data-origin-width="257" data-origin-height="157">
 
 <img src="https://blog.kakaocdn.net/dn/5VysZ/btszCe4xhHw/Y7uI6fOs4xuzOXy1td9L30/img.gif" onerror="this.onerror=null; this.src='//t1.daumcdn.net/tistory_admin/static/images/no-image-v1.png'; this.srcset='//t1.daumcdn.net/tistory_admin/static/images/no-image-v1.png';" data-origin-width="257" data-origin-height="157">
 
 
</figure>
스택에 있는&nbsp;123이라는 정수형 자료가 힙 영역으로 복사되고 이 영역을 객체 변수&nbsp;o가 가리키게 됩니다.
값 형식이 참조 형식으로 변환되었는데요.&nbsp;내부적으로는 값 형식이&nbsp;System.Object&nbsp;형식 또는 값 형식이 구현한
인터페이스 형식으로 변환하게 됩니다.


*&nbsp;언 박싱(UnBoxing)
참조&nbsp;형식을&nbsp;값&nbsp;형식으로&nbsp;변환하는&nbsp;것을&nbsp;말하며&nbsp;힙에&nbsp;있는&nbsp;데이터가&nbsp;스택으로&nbsp;복사&nbsp;됩니다
아래와&nbsp;같이&nbsp;박싱된&nbsp;객체인&nbsp;o&nbsp;를&nbsp;다시&nbsp;값&nbsp;형식으로&nbsp;변환하면&nbsp;언박싱이&nbsp;일어납니다.
언박싱은 명시적으로 변환해 줘야 합니다

int i = 123;&nbsp;&nbsp;//값&nbsp;형식
object&nbsp;o = i;&nbsp;&nbsp;//박싱
int j =&nbsp;(int)&nbsp;o; //언박싱(명시적 변환)
<figure data-ke-mobilestyle="widthOrigin" data-origin-width="257" data-origin-height="219">
 
 <img src="https://blog.kakaocdn.net/dn/bCFzQ6/btszCd5Dydd/0Fn2XGNynkncgWFVqKc5N1/img.gif" onerror="this.onerror=null; this.src='//t1.daumcdn.net/tistory_admin/static/images/no-image-v1.png'; this.srcset='//t1.daumcdn.net/tistory_admin/static/images/no-image-v1.png';" data-origin-width="257" data-origin-height="219">
 
 
</figure>
:&nbsp;언박싱은 박싱한 객체에 대해서만 가능하다
주의할 것은 모든 객체가 값 형식으로 언박싱 될 수는 없습니다.
즉 이전에 값 형식을 박싱하여 생성된 객체에 한해서 언 박싱이 가능합니다.
다시 말해 아래의 코드처럼 박싱이 일어나지 않은 객체에 대한 언박싱 시도는 실패하게 됩니다.

object o = new object();
int j = (int) o; //캐스팅 예외 발생

:&nbsp;언박싱은 박싱하기 전 형식을 준수해야 한다
또한 박싱 할 때의 값 형식의 타입을 준수해야 합니다.
보통 형 변환 시&nbsp;short&nbsp;타입을 더 큰 자료형인&nbsp;int&nbsp;타입으로 변환하는 것은 아무런 문제가 없습니다.
그러나&nbsp;short&nbsp;타입을 박싱 한 객체를&nbsp;int&nbsp;타입으로 언박싱 하는 것은 허용되지 않습니다.

short&nbsp;i = 123;&nbsp;&nbsp;//값&nbsp;형식
object o = i;&nbsp;&nbsp;//박싱
int j =&nbsp;(int)&nbsp;o; //int로 언박싱 불가능

중간 언어인&nbsp;IL&nbsp;코드 열어보면 박싱 언박싱이 일어나는 것을 명확히 알 수 있습니다.

<figure data-ke-mobilestyle="widthOrigin" data-origin-width="435" data-origin-height="325">
 
 <img src="https://blog.kakaocdn.net/dn/bSFXNU/btszCHSHpbz/DyqXMDtrbuReqe5utLrjKk/img.gif" onerror="this.onerror=null; this.src='//t1.daumcdn.net/tistory_admin/static/images/no-image-v1.png'; this.srcset='//t1.daumcdn.net/tistory_admin/static/images/no-image-v1.png';" data-origin-width="435" data-origin-height="325">
 
 
</figure>
*&nbsp;박싱/언박싱 그리고 성능
값 형식&nbsp;&lt;-&gt;&nbsp;참조 형식 즉 스택과 힙 영역을 자유로이(?)&nbsp;오가는 박싱/언박싱은 무조건 좋은 걸까요?
그렇지 않습니다.&nbsp;박싱/언박싱은 비용이 꽤나 많이 드는 작업임을 유념해야 합니다.

값 형식을 박싱 하는 경우 완전히 새로운 객체를 할당하고 구성해야 하며 언박싱에 필요한 캐스팅도
상당한 계산 과정이&nbsp;필요합니다.

MSDN&nbsp;에서는 이 과정에 대한 비용을 다음과 같이 설명하고 있습니다. 
“boxing&nbsp;및&nbsp;unboxing&nbsp;과정에는 많은 처리 작업이 필요합니다.&nbsp;값 형식을&nbsp;boxing할 때는 완전히 새로운 개체가 만들어져야 하며,&nbsp;이러한 작업에는 할당 작업보다&nbsp;최대&nbsp;20배의 시간이 걸립니다. unboxing을 할 때는 캐스팅 과정에 할당 작업보다&nbsp;4배의 시간이 걸릴 수 있습니다”


*&nbsp;그럼 언제 그리고 왜 사용하는가?
이처럼 비용이 많이 들고 성능에 악영향을 끼치는 박싱/언박싱은 왜 지원하는 걸까요?
이유야 찾아 보면 여러 가지 있겠습니다만,&nbsp;대표적으로&nbsp;사용상의 편의성이라 말하고 싶네요.

C#의 모든 자료형은&nbsp;System.Object&nbsp;로부터 상속을 받게 됩니다.
즉&nbsp;System.Object&nbsp;로 데이터를 처리할 경우 특정 타입으로 인한 제약사항에서 자유로워 지게 됩니다.
이것은 배열과 같은 복합자료를 다룰 경우 유용한데요.

닷넷 프레임워크에서 제공하는&nbsp;System.Collections.ArrayList&nbsp;클래스는 대표적인 복합자료형 입니다.

ArrayList에 저장할 수 있는 요소의 타입은 어떤 형식이라도 상관이 없는데요.&nbsp;아래 코드를 보면&nbsp;ArrayList에 정수,&nbsp;문자,&nbsp;객체 등을&nbsp;그 타입을 가리지 않고 마구(?)&nbsp;추가할 수 있습니다.

System.Collections.ArrayList al = new System.Collections.ArrayList();
al.Add(123);&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//정수 추가
al.Add("안녕하세요");&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//문자열 추가
al.Add(new Program());&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//객체 추가

이것은&nbsp;ArrayListy의&nbsp;Add&nbsp;메서드가&nbsp;object&nbsp;타입의 매개변수를 취하고 있기 때문입니다.
즉&nbsp;object&nbsp;타입이면 모두 가능하며 이 말은 곧&nbsp;C#의 모든 자료형을 저장할 수 있다는 의미입니다.

이와 같이 특정 자료형에 구애 받지 않고 복합 자료를 다룰 경우 편리성을 제공하게 되는 것입니다.
(배열과 같이 동일한 타입의 자료만 저장할 수 있는 것과는 대조됩니다)

그러나 결국&nbsp;al.Add(123)&nbsp;과 같은 명령은&nbsp;123이라는 정수형 자료가&nbsp;object&nbsp;타입으로 박싱이 일어나게 되며&nbsp;데이터를 가져올 때에 해당 타입으로 언박싱을 해줘야 합니다

object o = al[0];
int j = (int) o;

즉&nbsp;편리하기는 하지만 그 만큼의 비용은 지불해야 하는 것입니다.

또한 위와 같이&nbsp;ArrayList에 여러 타입의 자료를 저장하게 되면 값을 가져올 때 박싱 되기 전 자료형으로&nbsp;명확히 캐스팅을 해줘야 하기 때문에&nbsp;형식에 대한 불안정성도 증가하게 됩니다.
(참고로 닷넷&nbsp;2.0&nbsp;부터는 이러한&nbsp;ArrayList&nbsp;의 단점인 고비용과 형식 불안정성을 개선하기 위해&nbsp;지네릭 버전의 컬렉션을 제공하게 됩니다)

*&nbsp;자바의&nbsp;Wrapper&nbsp;클래스
자바에서는 기본 자료형을 객체처럼 생성하기 위해서&nbsp;Wrapper&nbsp;클래스를 사용하게 됩니다.
아래코드는 기본 자료형&nbsp;int형 정수를&nbsp;Wrapper클래스인&nbsp;Integer&nbsp;클래스를 이용하여 객체로 생성하고 있습니다
Integer&nbsp;i = new&nbsp;Integer(123);

자바에서는 이와 같이 기본 자료형에 대한&nbsp;Wrapper&nbsp;클래스를 제공하는데요.
이처럼 기본 데이터 자료형을&nbsp;Wrapper&nbsp;객체로 생성하는 것을 박싱이라 하며&nbsp;Wrapper&nbsp;객체에서 기본 자료형의 값을 가져오는 것을 언박싱이라 합니다.

다만 닷넷에서는 박싱 시,&nbsp;자바에서와 같이 기본자료형에 대응하는&nbsp;Wrapper&nbsp;클래스가 제공되는 것은 아니지만&nbsp;그 동작 방식은 매우 유사하며 내부적으로 값 형식을 박싱하면&nbsp;System.Object&nbsp;객체로 랩핑 되거나 값 형식이 구현한&nbsp;인터페이스 형식으로 묵시적 변환이 일어납니다.

따라서 자바의&nbsp;Auto Boxing과&nbsp;Auto UnBoxing&nbsp;에 따른 편의성 제공되지는 않습니다.
다만 개념적 그리고 메모리 구조적인 측면에서는 두 언어에서의 박싱/언박싱은 거의 동일한 개념입니다.

감사합니다.&nbsp;즐거운 한 주 되세요~~

 
 
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박종명의 아름다운 개발 since 2010.06

이 글은 제가 과거에 운영했던 사이트인 http://mkexdev.net 의 글을 옮겨온 것입니다. 원본 글은 2010년 10월에 작성되었습니다. 그 전에 운영했었던 사이트(mkex.pe.kr)은 흔적도 없이 사라 졌습니다. 그속의 글들도 모두... 그래서 이 사이트도 사라지기 전에 옮기고 싶은 글을 조금씩 이 블로그로 이동시키려 합니다. (원본글) http://mkexdev.net/Article/Content.aspx?parentCategoryID..

[C# 기초강좌] 7. 박싱과 언박싱

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