String, StringBuffer, StringBuilder

분류	String	StringBuffer	StringBuilder
변경	Immutable (불변)	Mutable (가변)	Mutable
동기화		Synchronized 가능 (Thread-safe)	Synchronized 불가능

1. String 클래스의 특징 (객체 생성 방법에 따른 차이)

String은 기본형(int, floa, char 등)과는 다르고, 첫 글자가 대문자로 시작하는 클래스이다.

1. new 연산을 통해 생성된 인스턴스의 메모리 공간은 변하지 않음 (Immutable)

값이 같은 String은 String Pool 내에서 String 객체를 공유

// 1. 
String s1 = "Hello";

// 2. 
String s2 = "Hello";

// 3. 
String s3 = new String("Hello");

// 4. 
String s4 = new String("Hello");

💡 먼저, s1과 s2처럼 문자열로 생성된 String 객체는 해당 문자열이 동일한 경우, 그 문자열을 공유한다. 따라서 비교연산자(==)로 참조변수 s1과 s2를 비교하게 되면, 결과가 true로 나온다.

💡 반면, s3와 s4처럼 new 연산자를 통해 String 객체를 생성하게 되면, 해당 문자열이 동일한 내용일지라도 각 객체마다 문자열이 새롭게 생성된다. 따라서 비교연산자(==)로 참조변수 s3과 s4를 비교하게 되면, 각 변수가 가리키고 있는 주소값이 다르기 때문에 결과는 false로 나온다.

→ 따라서 문자열의 경우 String이 클래스이지만, new 연산자로 생성하는 것보다 문자열 대입을 통해 생성하는 것이 좋다.

• 추가 그림

  • String 을 리터럴 값으로 할당하는 경우

    String strA = "abc";
    String strC = "abc";

    

  • new 키워드로 값을 할당하는 경우

    String strB = new String("abc");
    String strD = new String("abc");

    

2. String 객체는 내용을 수정할 수 없는 immutable 클래스

String 객체를 한번 생성하고 나면, 그 객체의 내용은 수정할 수 없다.

• 그림 설명
  “Hello” 문자열 객체를 만든 후 다시 “World” 문자열을 더하게 되면,
  “Hello” 문자열 객체가 “HelloWorld”로 바뀌는 것이 아니라
  “Hello” 객체는 그대로 있고, 새롭게 “HelloWorld” 객체가 생성된다.
  그리고 참조변수 s1은 새롭게 생성된 문자열 “HelloWorld”을 가리키도록 변경된다.
  

→ 그런데 만약, 자주 문자열 내용을 변경하게 되면 그림과 같이 새로운 문자열이 계속 생기게 되므로 효율이 떨어진다.
→ 그래서 문자열 내용을 수정할 수 있는 클래스로 StringBuffer 클래스가 있다.

3. 객체가 불변하므로, Multithread에서 동기화를 신경 쓸 필요가 없음. (조회 연산에 매우 큰 장점)

객체가 불변이면 멀티 스레드 환경에서도 값이 바뀔 위험이 없다.

• 자연스럽게 thread-safe한 특성을 갖게 됨
• 동기화와 관련된 위험 요소에서 벗어날 수 있음
• 여러 스레드에서 동시에 접근해도 별다른 문제가 없음
• 또한 String의 경우 한 스레드에서 값을 바꾸면, 해당 객체의 값을 수정하는 것이 아니라 새로운 객체를 String Pool에 생성한다. 따라서 thread-safe하다고 볼 수 있다.

4. Garbage Collector로 제거되어야 함

String을 사용해야 할 때

• 짧은 문자열을 더할 경우
• 문자열 연산이 적고 멀티스레드 환경일 경우

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2. StringBuffer, StringBuilder 특징

String과 다르게 동작함. Stringbuilder나 StringBuffer 객체는 한번 값이 할당되더라도 한번 더 다른 값이 할당되면 할당된 공간이 변하는 특성을 가짐.

공통점

1. new 연산으로 클래스를 한 번만 만듦 (Mutable)
2. 문자열 연산시 새로 객체를 만들지 않고, 크기를 변경시킴
   (내부동작을 통해 값이 변경되더라도 같은 주소공간을 참조하게 되는 것, 값이 변경되는 가변성)
3. StringBuffer와 StringBuilder 클래스의 메서드가 동일함

차이점

동기화 여부

• StringBuffer는 메서드에서 synchronized 키워드를 사용
• synchronized 란?
  • 공유 데이터에 lock을 걸어 작업중이던 쓰레드가 마칠때까지 다른 쓰레드에게 제어권이 넘어가지 않게 보호한다.
  • Synchronized 블럭이 끝나면 lock이 풀리고 다른 쓰레드도 접근 가능하게 된다.
• 예제
  멀티스레드 환경에서 A 스레드와 B스레드 모두 같은 StringBuffer 클래스 객체 sb의 append() 메서드를 사용하려고 하면
  - A 스레드 : sb의 append() 동기화 블록에 접근 및 실행
  - B 스레드 : A 스레드 sb 의 append() 동기화 블록에 들어가지 못하고 block 상태가 됨.
  - A 스레드 : sb의 append() 동기화 블록에서 탈출
  - B 스레드 : block 에서 running 상태가 되며 sb 의 append() 동기화 블록에 접근 및 실행.

StringBuilder 를 사용 해야 할 때

StringBuilder는 동기화를 지원하지 않는 반면, 속도면에선 StringBuffer 보다 성능이 좋다.

• 문자열 연산이 많고 단일스레드이거나 동기화를 고려하지 않아도 되는 경우
• 스레드에 안전한지 여부가 전혀 관계 없는 프로그램을 개발할 경우

StringBuffer 를 사용해야 할 때

StringBuffer는 동기화를 지원하여 멀티 스레드 환경에서도 안전하게 동작할 수 있다.

• 문자열 연산이 많고 멀티스레드 환경일 경우
• 스레드에 안전한 프로그램이 필요할 때나, 개발 중인 시스템의 부분이 스레드에 안전한지 모를 경우

속도 비교

3개의 성능을 비교해보면 StringBuilder > StringBuffer > String 순으로 StringBuilder가 제일 빠름

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출처

• https://github.com/gyoogle/tech-interview-for-developer/blob/master/Language/[java] String StringBuilder StringBuffer 차이.md
• https://kadosholy.tistory.com/109
• https://starkying.tistory.com/entry/why-java-string-is-immutable
• https://velog.io/@heoseungyeon/StringBuilder와-StringBuffer는-무슨-차이가-있는가
• https://dejavuhyo.github.io/posts/string-stringbuffer-stringbuilder/
• https://crosstheline.tistory.com/72