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김영한의 실전 자바 - 기본형과 참조형

Posted Dec 24, 2025 Updated Dec 24, 2025
By mxxikr
read 13 min

기본형과 참조형

  • 김영한님의 실전 자바 강의 중 기본형과 참조형 챕터를 학습하며 자바의 기본형과 참조형의 차이, 메모리 관리 방식(Stack vs Heap), 그리고 변수 대입 시 값 복사와 참조값 복사의 차이를 정리함



기본형과 참조형의 차이

기본형 (Primitive Type)

  • 사용하는 값을 변수에 직접 저장하는 데이터 타입
  • 종류
    • 정수형
      • byte, short, int, long
    • 실수형
      • float, double
    • 문자형
      • char
    • 논리형
      • boolean
  • 특징
    • 소문자로 시작함
    • 자바 언어 차원에서 제공하며 개발자가 새로 정의할 수 없음
    • 사칙 연산(+, - 등)이 가능함
    • null 값을 가질 수 없음 (반드시 초기화 필요)

참조형 (Reference Type)

  • 실제 값이 아닌 객체의 위치(참조값, 주소)를 저장하는 데이터 타입
  • 종류
    • 배열([]), 클래스(Class), 인터페이스(Interface) 등
    • 기본형 8가지를 제외한 모든 것
  • 특징
    • 대문자로 시작함 (클래스명)
    • 개발자가 class 키워드로 직접 정의할 수 있음
    • 참조값 자체로는 연산이 불가능함
      • 객체 내부의 기본형 변수에 접근해서 계산해야 함
    • null 값을 가질 수 있음 (참조하는 대상이 없음)



변수 대입의 대원칙

  • “자바는 항상 변수의 값을 복사해서 대입한다”
  • 이 원칙은 기본형과 참조형 모두에게 동일하게 적용됨
    • 기본형
      • 변수에 들어있는 실제 값을 복사
    • 참조형
      • 변수에 들어있는 참조값(주소)을 복사

기본형의 대입 (값 복사)

  • 원본 변수의 값이 변경되어도 복사본에는 전혀 영향을 주지 않음 (독립적)

  • 예시 코드

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    int hp1 = 100;
int hp2 = hp1; // hp1의 값 100이 복사되어 hp2에 대입됨

hp1 = 50;      // hp1의 값만 50으로 변경됨

System.out.println("hp1 = " + hp1); // 50
System.out.println("hp2 = " + hp2); // 100 (영향 없음)

참조형의 대입 (참조값 복사)

  • 실제 객체(인스턴스)가 복사되는 것이 아니라, 객체를 가리키는 주소만 복사됨
  • 결과적으로 두 변수가 하나의 인스턴스를 공유하게 됨

  • 메모리 구조

    Stack과 Heap 영역에서 참조값 복사

  • 예시 코드

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    // Adventurer 클래스 정의
public class Adventurer {
    int level;
}

Adventurer player1 = new Adventurer(); // 참조값 x001 생성
player1.level = 1;

Adventurer player2 = player1;          // player1의 참조값(x001)이 player2에 복사됨

// player1을 통해 레벨업을 했지만
player1.level = 5;

// player2도 같은 곳(x001)을 바라보므로 값이 바뀐 것으로 보임
System.out.println("player1 level = " + player1.level); // 5
System.out.println("player2 level = " + player2.level); // 5 (함께 변경됨)



메서드 호출과 파라미터 전달

  • 메서드 호출 시에도 “값 복사“의 대원칙은 동일함
  • 매개변수(Parameter)로 무엇이 전달되느냐에 따라 사이드 이펙트 발생 여부가 결정됨

기본형 전달 (Side Effect 없음)

  • 메서드로 기본형 데이터를 전달하면 값만 복사되어 넘어감
  • 메서드 내부에서 파라미터 값을 아무리 변경해도 호출자의 원본 변수에는 영향이 없음

  • 예시 코드

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    public static void main(String[] args) {
    int exp = 100;
    resetExp(exp);
    System.out.println("main exp = " + exp); // 여전히 100 (변경되지 않음)
}

static void resetExp(int x) {
    x = 0; // 매개변수 x의 값만 0으로 바뀜
}

참조형 전달 (Side Effect 있음)

  • 메서드로 참조형 데이터를 전달하면 주소(참조값)가 복사되어 넘어감
  • 메서드 내부에서 참조값을 통해 객체에 접근하여 필드를 수정하면, 원본 객체 자체가 수정됨

  • 메서드 호출 흐름

    메서드 호출 시 참조값 전달 과정

  • 예시 코드

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    public static void main(String[] args) {
    Adventurer player = new Adventurer();
    player.level = 10;

    levelUp(player);
    System.out.println("main player level = " + player.level); // 11 (변경됨!)
}

static void levelUp(Adventurer a) {
    // 넘어온 참조값(주소)을 통해 실제 객체에 접근하여 값을 변경
    a.level++;
}



변수의 초기화

멤버 변수 (필드)

  • 클래스 내부에 선언된 변수
  • 인스턴스(new) 생성 시 자동으로 초기화됨
  • 자동 초기화 규칙
    • 숫자형
      • int, long, double 등은 0 또는 0.0
    • 논리형
      • boolean은 false
    • 참조형
      • String, 객체, 배열은 null

지역 변수

  • 메서드 내부에 선언된 변수 (매개변수 포함)
  • 자동으로 초기화되지 않음
  • 초기화하지 않고 사용하려 하면 컴파일 에러 발생 (Variable 'x' might not have been initialized)



null과 Garbage Collection

null의 의미

  • 참조형 변수에서 “가리키는 객체가 없다“는 것을 나타내는 값
  • 아직 연결할 객체가 정해지지 않았거나, 기존 객체와의 연결을 끊을 때 사용

Garbage Collection (GC)

  • 아무도 참조하지 않는 인스턴스의 처리 방식
  • 참조형 변수에 null을 할당하거나 변수의 스코프가 끝나서 참조가 끊기면, 해당 인스턴스에 접근할 방법이 사라짐
  • 자바의 JVM(GC)은 이러한 “버려진 객체”를 자동으로 감지하여 메모리에서 제거함
  • 개발자가 C/C++처럼 직접 메모리를 해제(free)할 필요가 없음

  • GC 동작 과정

    가비지 컬렉션 동작 흐름



NullPointerException

  • null 값을 가진 참조 변수에 접근(. dot)하려고 할 때 발생함
  • 즉, “주소가 없는 곳을 찾아가려고 할 때” 발생하는 문제

단순 발생 예시

  • 아직 객체가 생성되지 않은 상태에서 접근할 때 발생

  • 예시 코드

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    Adventurer player = null; // 아직 캐릭터가 생성되지 않음
player.level = 1;         // 예외 발생 (null.level 접근 불가)

멤버 변수에서의 발생

  • 클래스 내부의 참조형 멤버 변수가 초기화되지 않아 null 상태일 때 자주 발생함

  • 예시 코드

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    public class Guild {
    Adventurer master; // 참조형이므로 자동 초기화값은 null
    int guildLevel;
}

public static void main(String[] args) {
    Guild myGuild = new Guild();

    // myGuild 자체는 생성되었지만, 내부의 master는 아직 null임
    System.out.println(myGuild.guildLevel); // 0 (정상)

    // NullPointerException 발생
    // myGuild.master가 null인데 그 안의 level에 접근하려 함
    System.out.println(myGuild.master.level);
}

해결 방법

  • 참조형 변수를 사용하기(.을 찍기) 전에 반드시 유효한 객체를 참조하고 있는지 확인해야 함
  • 필요한 시점에 객체를 생성(new)하여 할당해야 함

  • 해결 예시 코드

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    Guild myGuild = new Guild();
myGuild.master = new Adventurer(); // 객체 생성 후 연결
System.out.println(myGuild.master.level); // 정상 동작



요약 정리

변수 대입의 대원칙

  • 자바의 값 복사 원칙
    • 자바에서 변수의 대입은 항상 값을 복사해서 전달함
    • 기본형은 실제 값을 복사함
    • 참조형은 객체의 위치를 가리키는 참조 값(주소)을 복사함

메서드 호출과 Side Effect

  • 기본형 파라미터
    • 값만 복사되므로 원본에 영향이 없음
  • 참조형 파라미터
    • 참조값이 복사되므로 원본 객체를 변경할 수 있음(Side Effect)

Null과 메모리 관리

  • NullPointerException
    • 참조할 대상이 없음을 의미하며, 이 상태에서 접근하면 NullPointerException이 발생함
  • Garbage Collection
    • 참조가 끊긴 객체는 가비지 컬렉터가 자동으로 메모리에서 정리해줌



연습 문제

  1. Java에서 기본형과 참조형 변수가 값을 저장하는 방식의 가장 큰 차이점은 무엇일까요?

    a. 기본형은 값 직접 저장, 참조형은 주소 저장

    • 기본형 변수는 실제 사용 값을 바로 저장하지만, 참조형 변수는 객체가 있는 메모리 주소를 저장해서 그 주소로 접근함

  2. Java에서 변수 대입(예: a = b;) 시, 실제로 복사되는 데이터는 무엇일까요?

    a. 기본형은 값 자체가, 참조형은 메모리 주소가 복사된다

    • 자바의 모든 대입은 변수 안에 저장된 ‘값’ 자체를 복사함
    • 기본형은 실제 값이, 참조형은 객체의 주소 값이 복사되는 거임

  3. 메서드에 변수를 전달할 때, 기본형과 참조형 변수의 동작 차이는 무엇일까요?

    a. 기본형 변경은 외부 영향X, 참조형 변경은 외부 영향O

    • 기본형은 값만 복사되어 원본과 분리되지만, 참조형은 주소가 복사되어 같은 객체를 가리키므로 객체 내용 변경 시 원본에 영향 줌

  4. null이 의미하는 것은 무엇이며, 주로 어떤 타입의 변수에 사용할까요?

    a. 참조할 대상이 없음, 참조형 변수

    • null은 참조형 변수가 현재 어떤 유효한 객체도 가리키고 있지 않다는 특별한 상태를 나타냄
    • 기본형 변수에는 null을 대입할 수 없음

  5. Java에서 NullPointerException은 주로 언제 발생할까요?

    a. null 값을 가진 참조 변수로 멤버 접근 시

    • 참조 변수가 null인 상태에서 점(.) 이음을 해당 객체의 필드나 메서드에 접근하려고 시도할 때 이 예외가 발생함
    • 대상이 없는데 접근하려 한 거라 에러가 남



Reference

Java, Basic
java primitive-type reference-type memory garbage-collection
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