Object class

java.lang 패키지는 자바 프로그래밍의 가장 기본이 되는 클래스들을 포함한다.

• import 문 없이 사용 가능
• 모든 클래스의 최고 조상으로, 모든 클래스는 Object 클래스의 멤버를 상속받음

Object class method	description
protected Object clone()	객체 복제
public boolean equals(Object obj)	객체의 내용이 같은지 비교
protected void finalize()	객체 소멸 전에 호출(가비지 컬렉터에 의해 호출)
public Class getClass()	객체의 클래스 정보를 담고 있는 Class 인스턴스 반환
public int hashCode()	객체의 해시코드를 반환
public String toString()	객체를 문자열로 반환
public void notify()	객체 자신을 사용하려고 기다리는 스레드를 하나만 깨움
public void notifyAll()	객체 자신을 사용하려고 기다리는 스레드를 모두 깨움
public void wait()	다른 스레드가 notify() 혹은 notifyAll()을 호출할 때까지 지정된 시간동안 대기 지정

equals(Object obj)

Object 클래스에 정의된 원본 equals() 메서드는 == 연산자와 동일하게 동작하는데, 이는 두 참조 변수가 동일한 메모리 주소의 인스턴스를 가리키는지(동일성) 비교한다.

class Point {

    int x;
    int y;

    Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

public class EqualsTest {

    public static void main(String[] args) {
        Point a = new Point(2, 3);
        Point b = new Point(2, 3);
        Point c = a; // a와 c는 같은 객체를 참조

        // 동일성 비교(비교 대상이 같은 인스턴스인지)
        System.out.println(a == b); // false
        System.out.println(a == c); // true

        // 동등성 비교(비교 대상이 같은 값을 갖는지), 하지만 Point 클래스는 equals() 메서드를 오버라이딩하지 않았기 때문에 동일성 비교와 같다.
        System.out.println(a.equals(b)); // false
        System.out.println(a.equals(c)); // true
    }
}

두 객체의 멤버 변수 값을 비교하여 논리적 내용이 같은지(동등성) 비교하고 싶다면, equals() 메서드를 다음과 같은 규칙에 따라 재정의(오버라이딩)해야 한다.

• 반사성(Reflexive): x.equals(x)는 항상 true
• 대칭성(Symmetric): x.equals(y)가 true면 y.equals(x)도 true
• 추이성(Transitive): x.equals(y)와 y.equals(z)가 true면 x.equals(z)도 true
• 일관성(Consistent): x.equals(y)는 여러 번 호출해도 같은 값을 반환
• null: x.equals(null)는 항상 false

class Point {

    // ...

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        // 1. 동일성 비교 (같은 주소면 무조건 true)
        if (this == o)
            return true;
        // 2. null 체크 및 클래스 타입 비교
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        // 3. 형변환 및 내용(동등성) 비교
        Point point = (Point) o;
        return x == point.x && y == point.y;
    }
}

String 클래스의 equals

hashCode()

hashCode()는 객체의 해시 코드를 반환하는 메서드다. 해시 코드는 객체를 식별하는 정수 값으로, HashMap, HashSet과 같이 해시 테이블(Hash Table)을 사용하는 자료구조에서 객체를 저장하고 검색할 때 사용된다.

public class HashCodeTest {

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "ogu";
        String s2 = "ogu";
        System.out.println(s1.hashCode()); // 109981
        System.out.println(s2.hashCode()); // 109981
        Object o1 = new Object();
        Object o2 = new Object();
        System.out.println(o1.hashCode()); // 424058530
        System.out.println(o2.hashCode()); // 321001045
    }
}

Object 클래스의 원본 hashCode() 메서드는 객체의 메모리 주소와 유사한 값을 기반으로 해시 코드를 반환하며, String 클래스는 내용을 기반으로 해시 코드를 생성하도록 hashCode() 가 재정의되어 있다.

hashCode() & equals()

equals()와 hashCode()는 함께 사용될 때 일관된 동작을 보장하기 위해 다음과 같은 규칙을 따라야 한다.

1. equals()를 통해 true를 반환하는 두 객체는 반드시 동일한 hashCode() 값 반환
2. hashCode()가 동일한 두 객체가 equals()를 통해 true를 반환할 필요는 없음

만약 equals()만 재정의하고 hashCode()를 재정의하지 않으면, 이 규약의 1번 항목이 깨지게 된다.

class Animal {

    private String name;
    // ... getter, setter ...

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // ... (name을 기준으로 비교하도록 재정의) ...
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass())
            return false;
        Animal animal = (Animal) obj;
        return this.name.equals(animal.name);
    }

    // hashCode()는 재정의하지 않음 / Object의 hashCode() 사용
}

class Example {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Animal();
        animal1.setName("animal");
        Animal animal2 = new Animal();
        animal2.setName("animal");

        // 1. equals() 비교
        System.out.println(animal1.equals(animal2)); // true (재정의된 equals)

        // 2. hashCode() 비교
        System.out.println(animal1.hashCode()); // 321001045 (Object의 hashCode)
        System.out.println(animal2.hashCode()); // 791452441 (Object의 hashCode)

        // 3. HashSet에 저장
        Set<Animal> animals = new HashSet<>();
        animals.add(animal1);
        animals.add(animal2);
        System.out.println(animals.size()); // 2
        // [Animal@2f2c9b19, Animal@13221655]
    }
}

이 문제를 해결하려면 equals()의 비교 기준으로 사용된 필드(name)를 hashCode() 생성에도 동일하게 사용해야 한다.

class Animal {

    // ...

    @Override
    public int hashCode() {
        return this.name.hashCode();
    }
}

toString()

toString()은 객체를 대표하는 문자열을 반환하는데, Object의 원본 toString()은 “클래스명@해시코드” 형식의 문자열(예: Animal@1ad9d)을 반환한다.

class Example {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        animal.setName("ogu");
        System.out.println(animal.toString()); // Animal{name='ogu'}, print 메서드를 호출하면 자동으로 toString() 메서드 호출
    }
}

class Animal {
    // ...

    @Override
    public String toString() {
        return "Animal{" + "name='" + name + '\'' + '}';
    }
}

디버깅이나 로깅(logging) 시 객체의 현재 상태(멤버 변수 값)를 쉽게 파악할 수 있도록 toString()을 재정의하는 것이 일반적이다.

clone()

clone()은 객체의 복사본을 생성하여 반환하는 메서드로, clone()을 올바르게 사용하려면 다음 두 가지 조건을 만족해야 한다.

1. 복제할 클래스는 Cloneable 인터페이스를 구현 필요
   • Cloneable은 내부에 메서드가 없는 마커 인터페이스(Marker Interface)로, JVM에 이 객체가 복제 가능함을 알림
2. Object의 clone() 메서드는 protected이므로, 외부에서 호출할 수 있도록 public으로 오버라이딩하고 CloneNotSupportedException 예외 처리 필요

또한, Object의 clone() 메서드는 ‘얕은 복사(Shallow Copy)‘를 수행한다는 점에 유의해야 한다.

class Example {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        animal.setName("ogu");
        animal.addList(5);

        Animal clone = animal.clone();
        clone.setName("cloned-ogu");
        clone.addList(9); // 복제 객체의 list 수정

        System.out.println(animal.getName()); // ogu
        System.out.println(clone.getName()); // cloned-ogu

        // 얕은 복사로 인해 list가 공유됨
        System.out.println(animal.getList()); // [5, 9] (원본 객체에 영향)
        System.out.println(clone.getList()); // [5, 9]
    }
}

class Animal implements Cloneable { // 1. Cloneable 구현

    private String name;
    private List<Integer> list = new ArrayList<>();
    // ... getter, setter, list.add ...

    @Override
    public Animal clone() { // 2. public으로 오버라이딩
        try {
            // 얕은 복사 수행
            return (Animal) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError(); // 발생하지 않아야 함
        }
    }
}

참조형 멤버 변수를 포함하는 객체를 복제할 때는, 참조형 변수까지 모두 복제하여 원본과 완전히 분리된 객체를 만드는 ‘깊은 복사(Deep Copy)‘를 구현해야 한다.

class Example {

    // ...
    @Override
    public Animal clone() {
        try {
            Animal clone = (Animal) super.clone();
            clone.list = new ArrayList<>(this.list);
            return clone;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}

보통 clone()을 사용하는 것보다, ‘복사 생성자(Copy Constructor)‘나 ‘복사 팩터리 메서드’를 정의하여 사용하는 것을 권장하고 있다.

getClass()

getClass()는 객체의 런타임 클래스 정보를 담고 있는 Class 객체를 반환한다.

class Example {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        System.out.println(animal.getClass()); // class Animal
    }
}

해당 객체를 이용해 리플렉션을 통해 해당 클래스의 메서드 / 필드 / 생성자 정보에 접근하는 등 동적인 프로그래밍을 할 수 있다.

참고자료

• Java의 정석
• 실무 자바 개발을 위한 OOP와 핵심 디자인 패턴