[Java] String vs StringBuilder vs StringBuffer

원알렉스·2020년 6월 1일

Java String StringBuffer StringBuilder

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세 클래스의 공통점은 모두 문자열(String)을 저장하고 관리하는 클래스입니다.

String

String 클래스는 immutable(불변)하다는 특성이 있습니다. String 클래스의 문자열을 저장하는 char[] 을 보면 final 로 선언되어 있다는 것을 확인할 수 있습니다.

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. **/
    private final char value[];
    ...
}

그로 인해 한번 할당한 문자열을 변경하는 것은 불가능하며, 더하기 연산을 하여 붙일 시 새로운 객체가 생성되어 재할당됩니다.

String s = "hello";
System.out.println(s.hashCode());  // 99162322
s += " world";
System.out.println(s.hashCode());  // 1776255224

반복적으로 문자열을 이어 붙이면 Heap 영역에 참조를 잃은 문자열 객체가 계속해서 쌓이게 됩니다. 물론 나중에 GC에 의해 수거가 되지만, 메모리 관리 측면에서 이러한 코드는 결코 좋다고 할 수 없습니다. 또한 계속해서 객체를 생성하기 때문에 연산 속도적인 측면에서도 뒤떨어집니다.

이러한 String의 성능 이슈를 개선하기 위해 JDK 1.5 이상에서는 컴파일 단계에서 내부적으로 StringBuilder로 변경되 동작됩니다.

StringBuilder

반면 StringBuilder 클래스는 mutable(가변)합니다. 상속 받고 있는 AbstractStringBuilder 클래스의 내부를 보면 변경 가능하도록 선언되어 있습니다.

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
    /** The value is used for character storage **/
    char[] value;
    ...
}

append() 메소드를 호출하면, char[] 배열의 길이를 늘리고 같은 객체에 문자열을 더합니다. 아래의 코드를 보면 append() 호출 이후에도 StringBuilder 객체에 변함이 없음을 확인할 수 있습니다.

StringBuilder s = new StringBuilder("hello");
System.out.println(s.hashCode());  // 859417998
s.append("world");
System.out.println(s.hashCode());  // 859417998

String vs StringBuilder

위에서도 언급했듯이, String의 성능 이슈를 개선하기 위해 JDK 1.5 이상에서는 컴파일 단계에서 내부적으로 StringBuilder로 변경되어 동작됩니다.

예를 들어 아래와 같이 + 연산자를 이용한 코드는

String outside = str1 + str2 + str3;

내부적으로 다음과 같이 동작하게 됩니다.

String inside = new StringBuilder(String.valueOf(str1)).append(str2).append(str3).toString();

+ 연산과 append() 메소드의 실질적인 성능 차이는 거의 없습니다만, 아래와 같은 코드는 매 루프마다 StringBuilder 객체가 생성되므로 기존(JDK 1.5 이하)의 String의 + 연산과 같이 마찬가지로 불필요한 객체가 쌓이게 되고 성능에 악영향을 미칩니다.

for(int i = 0; i < 100000; i++) {
    s += value;
}

StringBuffer

StringBuffer는 synchronized가 적용되어 멀티스레드 환경에서 Thread-safe하게 동작할 수 있습니다. 한마디로 동기화를 지원하는 StringBuilder라고 이해하시면 됩니다.

// StringBuffer 클래스의 append 메소드
@Override
public synchronized StringBuffer append(CharSequence s) {
    toStringCache = null;
    super.append(s);
    return this;
}