Java에서 String, StringBuilder, StringBuffer 차이점 정리

Java에서 문자열을 다룰 때 가장 많이 사용하는 클래스는 String, StringBuilder, StringBuffer입니다. 하지만 각각의 특성과 사용 용도가 다르기 때문에 올바르게 선택하는 것이 중요합니다. 이번 글에서는 이 세 가지 클래스의 차이점과 어떤 상황에서 어떤 클래스를 사용해야 하는지 정리해 보겠습니다.

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1. String (불변 객체, Immutable)

String 클래스는 불변(Immutable) 한 객체입니다. 즉, 문자열을 변경하면 새로운 객체가 생성되며, 기존 객체는 변경되지 않습니다.

특징

• 불변성: 한 번 생성된 문자열은 변경할 수 없음.
• 힙 메모리 내 String Pool 사용: 동일한 문자열이 여러 개 존재할 경우 String Pool을 사용하여 중복을 방지.
• 성능 이슈: 문자열이 자주 변경될 경우 성능이 떨어질 수 있음 (새로운 객체가 계속 생성되므로 메모리 낭비 발생).

예제

String str1 = "Hello";
String str2 = str1 + " World"; // 새로운 String 객체가 생성됨
System.out.println(str1); // Hello
System.out.println(str2); // Hello World

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2. StringBuilder (가변 객체, Mutable, 비동기)

StringBuilder는 가변(Mutable) 객체로, 문자열을 수정할 때 새로운 객체를 생성하지 않고 기존 객체의 내부 배열을 변경합니다.

특징

• 가변성: 문자열을 변경할 수 있음.
• 비동기(스레드 안전하지 않음): 멀티 스레드 환경에서는 안전하지 않음.
• 빠른 성능: String보다 문자열 변경이 많은 경우 성능이 뛰어남.

예제

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append(" World"); // 기존 객체에 문자열을 추가
System.out.println(sb); // Hello World

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3. StringBuffer (가변 객체, Mutable, 동기)

StringBuffer는 StringBuilder와 동일하지만 스레드 안전(Thread-safe) 합니다. 내부적으로 synchronized 키워드를 사용하여 멀티 스레드 환경에서도 안전하게 동작합니다.

특징

• 가변성: 문자열을 변경할 수 있음.
• 동기화 지원 (Thread-safe): 멀티 스레드 환경에서도 안전하게 동작.
• 느린 성능: synchronized 사용으로 인해 StringBuilder보다 성능이 낮음.

예제

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
sb.append(" World"); // 기존 객체에 문자열을 추가
System.out.println(sb); // Hello World

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4. String, StringBuilder, StringBuffer 비교 정리

	String	StringBuilder	StringBuffer
가변성	불변 (Immutable)	가변 (Mutable)	가변 (Mutable)
성능	느림 (새로운 객체 생성)	빠름 (객체 재사용)	상대적으로 느림 (synchronized 사용)
스레드 안전성	O (String 자체가 불변이라 안전)	X (스레드 안전하지 않음)	O (synchronized 사용)
사용 추천 환경	변경이 거의 없는 문자열	단일 스레드에서 문자열 변경이 많은 경우	멀티 스레드에서 문자열 변경이 많은 경우

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5. String, StringBuilder, StringBuffer 성능 비교 테스트

다음은 세 가지 클래스를 활용한 성능 테스트 코드입니다.

public class StringPerformanceTest {
    public static void main(String[] args) {
        long startTime, endTime;

        // String 테스트
        startTime = System.nanoTime();
        String str = "";
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            str += i; // 매번 새로운 객체가 생성됨
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("String 실행 시간: " + (endTime - startTime) / 1_000_000 + "ms");

        // StringBuffer 테스트
        startTime = System.nanoTime();
        StringBuffer sbf = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            sbf.append(i); // 기존 객체에 추가됨
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("StringBuffer 실행 시간: " + (endTime - startTime) / 1_000_000 + "ms");
        
        // StringBuilder 테스트
        startTime = System.nanoTime();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            sb.append(i); // 기존 객체에 추가됨
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("StringBuilder 실행 시간: " + (endTime - startTime) / 1_000_000 + "ms");
    }
}

실행 결과 (환경에 따라 다를 수 있음)

String 실행 시간: 76ms
StringBuilder 실행 시간: 0ms
StringBuffer 실행 시간: 1ms

• String은 객체가 계속 생성되므로 매우 느림
• StringBuffer는 synchronized로 인해 약간 느림
• StringBuilder가 가장 빠름

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