String & StringBuilder

String, StringBuffer, StringBuilder 차이 및 장단점

Java에서 문자열을 다루는 대표적인 클래스로 String, StringBuffer, StringBuilder가 있다.

연산이 많지 않을때는 어떤 클래스를 사용하여도 문제없으나
연산횟수가 많아지거나 멀티쓰레드, Race Condition 등 상황이 발생하면
상황에 맞는 적절한 클래스 사용이 필요하다.
(Race condition이란, 두 개 이상의 스레드가 공유된 자원에 접근하는 상황)

String vs StringBuffer/StringBuilder

String과 StringBuffer/StringBuilder의 가장 큰 차이점은 String은 불변(immutable)의 속성을 갖는 것이다.

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

위의 예제에서 “hello” 값을 가지고 있던
String의 참조변수 str이 가리키는 곳에 저장되니 hello에 world 문자열을 더해
“hello world"로 변경한 것으로 착각할 수 있다.

하지만 기존에 “hello” 값이 들어가 있던 String 클래스의 참조변수 str이
“hello world"라는 값을 가지고 있는 새로운 메모리영역을 가리키게 변경된다.
처음 선언했던 “hello"로 값이 할당되어 있던 메모리 영역은 Garbage로 남아있다가 GC(Gabage Collection)에 의해 사라지게 된다.
String 클래스는 불변하기 때문에 문자열을 수정하는 시점에 새로운 인스턴스가 생성된 것이다.

이처럼 String은 불변성을 가지기 때문에 변하지 않는
문자열을 자주 읽어들이는 경우 String을 사용하면 좋은 성능을 기대할 수 있다.

그러나 문자열 추가, 수정, 삭제 등의 연산이 빈번히 발생하는 알고리즘에 String 클래스를 사용하면
힙메모리에 많은 임시 가비지가 생성되어 힙메모리 부족으로 어플리케이션 성능에 치명적인 영향을 미친다.

이를 해결하기 위해 Java에서 가변(mutable)성을 갖는 StringBuffer / StringBuilder 클래스를 도입하였다.

String과는 반대로 StringBuffer/StringBuilder는 가변성을 가지기 때문에 append(), delete()등의 API를 이용하여 동일 객체 내에서 문자열을 변경하는 것이 가능하다.
따라서 문자열 추가, 수정, 삭제가 빈번하게 발생할 경우면 String 클래스가 아닌 StringBuffer/StringBuilder를 사용해야한다.

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

StringBuffer vs StringBuilder

동일한 API를 가지고 있는 StringBuffer, StringBuilder의 차이점은 무엇일까?

가장 큰 차이점은 동기화의 유무로써 StringBuffer는 동기화 키워드를 지원하여 멀티쓰레드 환경에서 안전하다는 점이다.(thread-safe)
String도 불변성을 가지기 때문에 멀티쓰레드 환경에서의 안정성(thread-safe)을 가지고 있다.

반대로 StringBuilder는 동기화를 지원하지않기 때문에 멀티쓰레드 환경에서 사용하는 것은 적합하지 않지만 동기화를 고려하지 않는 만큼 단일쓰레드에서의 성능은 StringBuffer보다 뛰어나다.

정리

컴파일러에서 분석할 때 최적화에 따라 다른 성능이 나올수도 있지만 일반적인 경우는 아래와 같다.

String : 문자열 연산이 적고 멀티쓰레드 환경일 경우

StringBuffer : 문자열 연산이 많고 멀티쓰레드 환경일 경우

StringBuilder : 문자열 연산이 많고 단일쓰레드이거나 동기화를 고려하지 않아도 되는 경우

참고링크