2025-04-24 <박싱과 언박싱>

 

박싱(Boxing)과 언박싱(Unboxing) 이해하기

C#과 같은 .NET 기반 언어에서는 값 타입(value type)과 참조 타입(reference type)의 개념이 뚜렷하다.

이 두 타입 간의 상호작용 중 중요한 개념이 박싱(Boxing)과 언박싱(Unboxing)이다.

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박싱(Boxing)이란?

박싱은 값 타입을 참조 타입으로 변환하는 과정이다.

예를 들어, int, float, bool과 같은 값 타입을 object 형식으로 취급하고자 할 때 발생한다.

박싱이 일어나면, 값 타입의 데이터를 Heap(힙) 메모리에 할당하고, 그 참조를 object 타입 변수에 저장한다.

int number = 123;
object obj = number;  // 박싱

위 코드에서 number는 값 타입이고, obj는 참조 타입이다.

이때 CLR(Common Language Runtime)은 number의 값을 Heap에 저장하고 그 주소를 obj에 넣는다.

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언박싱(Unboxing)이란?

언박싱은 박싱된 객체에서 다시 원래의 값 타입으로 꺼내오는 과정이다. 이 과정에서는 명시적인 형 변환이 필요하며, 잘못된 형변환은 InvalidCastException을 유발한다.

object obj = 123;          // 박싱
int number = (int)obj;     // 언박싱

 

주의할 점은 박싱된 데이터의 원래 타입과 언박싱하려는 타입이 정확히 일치해야 한다는 것이다.

예를 들어, object로 박싱된 값이 int인데 이를 long으로 언박싱하려고 하면 런타임 오류가 발생한다.

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박싱과 언박싱의 성능 영향

박싱과 언박싱은 단순한 타입 변환처럼 보일 수 있으나, 실제로는 추가적인 메모리 할당과 캐스팅이 발생하기 때문에 성능에 영향을 줄 수 있다. 특히 반복문 안에서 값 타입을 박싱하거나, 박싱된 데이터를 자주 언박싱하는 경우 성능 저하를 유발할 수 있다.

for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
    object obj = i;           // 박싱
    int value = (int)obj;     // 언박싱
}

이런 경우, 박싱과 언박싱 없이 동작하도록 제네릭(Generic)을 사용하는 것이 권장된다.

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제네릭을 활용한 박싱 방지

.NET에서는 제네릭을 사용함으로써 불필요한 박싱과 언박싱을 줄일 수 있다. 예를 들어 ArrayList는 모든 데이터를 object로 취급하기 때문에 박싱이 필요하지만, List<T>는 제네릭이기 때문에 값 타입도 직접 저장할 수 있어 박싱이 발생하지 않는다.

// 박싱 발생
ArrayList list1 = new ArrayList();
list1.Add(123);  // int -> object

// 박싱 없음
List<int> list2 = new List<int>();
list2.Add(123);  // int 그대로 저장