코딩테스트나 업무에서 개발을 하다보면 자주 접하는 StringBuilder 클래스.
문자열을 다룰 때 주로 쓰는데, 대충 메모리 효율에 좋다는 정도만 알고있다.
사실 예전에 궁금해서 자세히 찾아봤지만 정리해두지 않아 잊어버렸고, 이번엔 다시 찾아보며 포스팅으로 남겨본다.
"굳이 StringBuilder를 써야 할까? 그냥 +로 이어붙이면 되지 않나?" 에 대한 답변이 될 것이다.
📌 1. StringBuilder란?
StringBuilder는 가변(Mutable)한 문자열을 다루기 위한 클래스이다.
즉, 한 번 만든 문자열을 바로 수정하고 덧붙일 수 있는 객체다.
코딩테스트나 개발을 하다 보면 문자열을 이어붙이거나 수정할 일이 정말 많다.
그럴 때 자바에서는 항상 등장하는 클래스가 있다. 바로 StringBuilder.
| 메서드 | 설명 |
|---|---|
append() | 문자열을 뒤에 덧붙인다. |
insert(int index, String str) | 지정한 위치에 문자열을 삽입한다. |
delete(int start, int end) | 지정한 구간의 문자열을 삭제한다. |
reverse() | 문자열을 뒤집는다. |
toString() | StringBuilder를 일반 String으로 변환한다. |
StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append(" World"); // → "Hello World"
sb.insert(5, ","); // → "Hello, World"
sb.delete(0, 1); // → "ello, World"
sb.reverse(); // → "dlroW ,olle"
System.out.println(sb); // 출력: dlroW ,olle
처음엔 "문자열 더 쉽게 붙이는 도구겠지" 하고 쓰지만,
이 녀석의 진짜 가치는 "문자열의 효율적 관리"에 있다.
📌 2. StringBuilder 사용 이유
설명은 간단하다.
1. String은 한번 포장되면 풀 수 없어서 계속 새로운 박스를 추가해야한다.
2. StringBuilder는 임시상자다. 한 상자 안에서 물건을 넣었다 뺐다, 순서를 바꾸고 다시 정리할 수 있다.
3. 즉, 매번 새로운 박스를 만들지 않고 하나의 임시 상자에서 문자열을 다루는 도구다. 그래서 문자열 연산이 많을수록 훨씬 효율적이다.
String은 불변(Immutable)한 문자열이다.
StringBuilder는 가변(Mutable)한 문자열이다.
한 번 생성된 문자열은 절대 바뀌지 않으며, 문자열을 더하거나 수정하면 항상 새로운 객체가 생성된다.
예시를 보자.
String result = "";
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
result += i;
}이 코드는 10,000번의 + 연산마다 새로운 String 객체가 만들어지고, 기존 문자열은 버려진다.
즉, 10,000개의 문자열 객체가 힙(Heap)에 쌓였다가 가비지 컬렉터가 정리해주는 구조다.
끔찍하다. 불필요한 메모리 낭비와 연산 비용이 너무 크다. (메모리 관련 포스팅은 👉 여기)
이럴 때 StringBuilder는 내부 버퍼(Buffer) 에 문자열을 저장해
하나의 객체에서 계속 수정한다.
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
sb.append(i);
}
String result = sb.toString();이제는 문자열 결합이 아무리 많아도 객체는 단 하나.
💡 GC 부담은 줄고, 속도는 압도적으로 빨라진다.
진짜 빨라지는지 확인해보자.
▶ 실제 성능 비교
public class Compare {
public static void main(String[] args) {
long start, end;
// String 테스트
start = System.currentTimeMillis();
String s = "";
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
s += i;
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("String 시간: " + (end - start) + "ms");
// StringBuilder 테스트
start = System.currentTimeMillis();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
sb.append(i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("StringBuilder 시간: " + (end - start) + "ms");
}
}
String 시간: 850ms
StringBuilder 시간: 6ms
단순히 문자열 10만 번만 붙였는데도 140배 이상 차이가 나는 경우가 흔하다.
이게 바로 StringBuilder를 써야 하는 이유다.
📌 3. 내부 구조 간단히 보기
StringBuilder는 내부적으로 char 배열(buffer) 을 사용한다.
이 배열이 꽉 차면 JVM이 더 큰 배열을 만들어 복사하고, 기존 데이터를 옮겨서 이어붙인다.
즉, StringBuilder는 “문자열 전용 ArrayList”처럼 동작한다.
StringBuilder는 실제로 다음과 같은 형태를 가진 클래스이다.
public final class StringBuilder extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable {
public StringBuilder() {
super(16); // 기본 버퍼 크기 16
}
}AbstractStringBuilder는 StringBuilder와 StringBuffer가 공통으로 상속하는 부모 클래스다.
이 내부에는 다음과 같은 필드가 있다.
char[] value; // 문자를 저장하는 버퍼 배열
int count; // 현재 문자열의 길이
value: 실제 문자를 저장하는 버퍼
count: 현재 문자열의 길이StringBuilder는 문자열을 직접 저장하는 것이 아니라 문자들을 담고 있는 char 배열(value[])을 관리한다.
처음 StringBuilder를 생성하면 기본 용량(capacity) 은 16이다.
문자열을 붙일 때마다 count가 증가하고, 버퍼가 부족해지면 JVM은 자동으로 더 큰 배열을 만들고 기존 내용을 복사한다.
이 구조 덕분에 매번 새로운 객체를 만들 필요 없이 버퍼 내부에서만 문자열을 수정할 수 있다.
이를통해 문자열이 많아져도 효율적으로 확장된다.
이외 내부적인 append 로직 같은 것은 생략하겠다.
📌 4. StringBuffer와의 차이
StringBuilder와 StringBuffer는 거의 동일한 기능을 가진다.
둘 다 내부적으로 문자열을 담는 가변 버퍼(char[] 배열) 을 사용하며, append(), insert(), delete(), reverse() 등 메서드도 동일하다.
하지만 하나의 아주 큰 차이가 있다.
바로 멀티스레드 환경에서의 동기화(synchronization).
구조적 차이
StringBuffer는 모든 주요 메서드에 synchronized 키워드가 붙어 있다.
public synchronized StringBuffer append(String str) {
super.append(str);
return this;
}반면 StringBuilder에는 synchronized가 없다.
public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this;
}이 차이 하나가 성능과 안전성을 완전히 갈라놓는다.
| 구분 | StringBuilder | StringBuffer |
|---|---|---|
| 스레드 안전성 | 비동기 (Thread Unsafe) | 동기화 (Thread Safe) |
| 동기화 방식 | 없음 | synchronized 키워드 사용 |
| 속도 | 빠름 (락 오버헤드 없음) | 느림 (락 획득 비용 존재) |
| 사용 환경 | 단일 스레드 (코테, 일반 로직) | 멀티스레드 (서버, 병렬 처리) |
쉽게 말하면,
- StringBuilder → “비동기적”이다. 즉, 여러 스레드가 동시에 접근하면 서로 간섭할 수 있다.
- StringBuffer → “동기적”이다. 즉, 한 스레드가 작업 중이면 다른 스레드는 대기한다.
StringBuffer의 모든 주요 메서드(append, insert, delete 등)에는 synchronized 키워드가 붙어 있어서, 한 번에 한 스레드만 접근할 수 있다.
그래서 여러 스레드가 동시에 하나의 StringBuffer를 사용해도 데이터가 깨지지 않는다.
웹 서버 개발(우리 회사 같은 경우)에는 대부분 StringBuilder를 사용한다.
왜냐하면 요청 단위로 스레드가 분리되어, 한 요청 내에서는 안전하기 때문이다.
다만, 여러 스레드가 하나의 문자열 객체를 동시에 조작해야 하는 경우에는
여전히 StringBuffer 또는 synchronized 블록을 사용해야 한다.
결론
“문자열을 자주 붙이거나 수정한다면, StringBuilder는 선택이 아니라 필수다.”
오늘의 한 줄
요즘은 Python으로 코테를 풀던 시절의 문제들을 Java로 다시 푸는 중이다.
한창 코테를 풀 때는 파이썬이 훨씬 편했는데 업무에서 Java를 많이 쓰다 보니 코테도 Java가 더 편하게 느껴지기 시작했다.
그렇지만... 코테는 역시 파이썬이 갑오브갑...
프로그래머스에 남아 있던 예전 파이썬 풀이들을 지우고 자바로 다시 풀고 있는데, 파이썬으로는 10줄 이내에 끝났던 문제도 많다.
그래도 자바 코테 화이팅..!!
