[JAVA]JAVA String, StringBuffer, StringBuilder 차이점 :: 우유

|  문자열을 다루를 대표적인 클래스 String, StringBuffer, StringBuilder 차이점

연산이 많지 않을때는 위에 나열된 어떤 클래스를 사용하더라도 이슈가 발생할 가능성은 거의 없다. 그러나 연산횟수가 많아지거나 멀티쓰레드, Race condition 등의 상황이 자주 발생 한다면 각 클래스의 특징을 이해하고 상황에 맞는 적절한 클래스를 사용해야 한다.

 

| String  vs  StringBuffer/StringBuilder

 

String과 StringBuffer/StringBuilder 클래스의 가장 큰 차이점은 String은 불변(immutable)의 속성을 갖는다는 점입니다.

String str = "hello";   // String str = new String("hello");
str = str + " world";  // [ hello world ]

직관적이어서 가장 많이 사용할 듯한 위의 예제에서 "hello" 값을 가지고 있던 String 클래스의 참조변수 str이 가리키는 곳에 저장된 "hello"에 "world" 문자열을 더해 "hello world"로 변경한 것으로 착각할 수 있습니다.

하지만 기존에 "hello" 값이 들어가있던 String 클래스의 참조변수 str이 "hello world"라는 값을 가지고 있는 새로운 메모리영역을 가리키게 변경되고 처음 선언했던 "hello"로 값이 할당되어 있던 메모리 영역은 Garbage로 남아있다가 GC(garbage collection)에 의해 사라지게 되는 것 입니다. String 클래스는 불변하기 때문에 문자열을 수정하는 시점에 새로운 String 인스턴스가 생성된 것이지요.

위와 같이 String은 불변성을 가지기 때문에 변하지 않는 문자열을 자주 읽어들이는 경우 String을 사용해 주시면 좋은 성능을 기대할 수 있습니다. 그러나 문자열 추가,수정,삭제 등의 연산이 빈번하게 발생하는 알고리즘에 String 클래스를 사용하면 힙 메모리(Heap)에 많은 임시 가비지(Garbage)가 생성되어 힙메모리가 부족으로 어플리케이션 성능에 치명적인 영향을 끼치게 됩니다. (+연산에 내부적으로 char배열을 사용함)

이를 해결하기 위해 Java에서는 가변(mutable)성을 가지는 StringBuffer / StringBuilder 클래스를 도입했습니다.

String 과는 반대로 StringBuffer/StringBuilder 는 가변성 가지기 때문에 .append() .delete() 등의 API를 이용하여 동일 객체내에서 문자열을 변경하는 것이 가능합니다. 따라서 문자열의 추가,수정,삭제가 빈번하게 발생할 경우라면 String 클래스가 아닌 StringBuffer/StringBuilder를 사용하셔야 합니다.

StringBuffer sb= new StringBuffer("hello");
sb.append(" world");

| StringBuffer  vs  StringBuilder

 

그렇다면 동일한 API를 가지고 있는 StringBuffer, StringBuilder의 차이점은 무엇일까요?

가장 큰 차이점은 동기화의 유무로써 StringBuffer는 동기화 키워드를 지원하여 멀티쓰레드 환경에서 안전하다는 점(thread-safe) 입니다.  참고로 String도 불변성을 가지기때문에 마찬가지로  멀티쓰레드 환경에서의 안정성(thread-safe)을 가지고 있습니다. 

반대로 StringBuilder는 동기화를 지원하지 않기때문에 멀티쓰레드 환경에서 사용하는 것은 적합하지 않지만 동기화를 고려하지 않는 만큼 단일쓰레드에서의 성능은 StringBuffer 보다 뛰어납니다.

 

| 정리

 

마지막으로 각 클래스별 특징을 정리해 보겠습니다. 컴파일러에서 분석 할때 최적화에 따라 다른 성능이 나올 수도 있지만 일반적인 경우에는 아래와 같은 경우에 맞게 사용하시면 될 것 같네요.

 

String                :  문자열 연산이 적고 멀티쓰레드 환경일 경우

StringBuffer     :  문자열 연산이 많고 멀티쓰레드 환경일 경우

StringBuilder   :  문자열 연산이 많고 단일쓰레드이거나 동기화를 고려하지 않아도 되는 경우  

String, StringBuffer, StringBuilder 비교

* StringBuffer와 StringBuilder는 성능으로 따졌을 때 2배의 속도차이가 있다고 하지만 참고사이트의 속도 차이 실험 결과 append()연산이 약 1억6천만번 일어날 때 약 2.6초의 속도차이를 보인다고 합니다.

(String은 +연산이 16만번이상 넘어가게 되면 10초이상 걸리면서 못 쓸정도의 성능을 보입니다.)

따라서 문자열연산이 많지만 엄청나게 일어나지 않는 환경이라면 StringBuffer를 사용해서 thread-safe한 것이 좋다는 생각입니다.

* JDK1.5이상부터 String에서 +연산으로 작성하더라도 StringBuilder로 컴파일하게 만들어 놨다지만 여전히 String클래스의 객체 생성하는 부분을 동일하므로 StringBuffer,StringBuilder 사용이 필요함.

+ StringBuffer, StringBuilder의 경우 buffer size를 초기에 설정해야하는데 이런 생성, 확장 오버로드가 걸려 버퍼사이즈를 잘못 초기화할 경우 성능이 좋지 않을 수 있음.

+ String클래스가 컴파일러분석단계에서 최적화될 가능성이 있기때문에 간혹 성능이 잘나오는 경우도 있음. 문자열 연산이 많지 않은 경우는 그냥 사용해도 무방.