String , StringBuffer, StringBuilder

String, StringBuffer, StringBuilder

• Java에서 문자열을 다루는 대표적인 클래스로 String, StringBuffer, StringBuilder가 있다.
• 연산이 많지 않을 때는 위에 나열된 어떤 클래스를 사용하더라도 이슈가 발생할 가능성은 거의 없다.
• 그러나 연산 횟수가 많아지거나 멀티스레드, Race condition(경쟁 상태) 등의 상황이 자주 발생한다면, 각 클래스의 특징을 이해하고 상황에 맞는 적절한 클래스를 사용해야 한다.

String vs StringBuffer/StringBuilder

• String은 immutable(불변)하고 StringBuffer, StringBuilder는 mutable(가변)하다.
• String 클래스는 StringBuffer 클래스나 StringBuilder 클래스와 다르게 리터럴을 통해 생성되면 그 인스턴스의 메모리 공간은 절대 변하지 않는다.
  

String literalString = "literal"; //리터럴로 생성하는 방식
String newString = new String("literal"); //new로 생성하는 방식

/*
* 위에서 "literal" 이라는 문자열을 String Pool에서 생성했기 때문에
* 이후에 추가한 str1, str2, str3는 추가적으로 생성하지않고 똑같은 문자열을 가리킨다.
*/
String str1 = "literal";
String str2 = "literal";
String str3 = "literal";

• 위 코드의 두 가지 String class 생성 방식에 따라 나뉘는데, 두 방식 모두 JVM 메모리 중 힙(heap) 영역에 생성된다는 점은 같다.
• 하지만 리터럴로 생성하면 특수하게 "String Pool"이라는 공간에 생성된다. 이 메모리 공간에 생성된 문자열 값은 절대 변하지 않는다는 얘기다.
• 그래서 '+' 연산이나 .concat() 메소드를 이용해서 문자열 값에 변화를 줘도 메모리 공간 내의 값이 변하는 것이 아니라, "String Pool"이라는 공간 안에 메모리를 할당받아 새로운 String 클래스 객체를 만들어서 문자열을 나타내는 것이다.
• 이렇게 새로운 문자열이 만들어지면 '기존의 문자열'은 가비지 콜렉터에 의해 제거되야 하는 단점(언제 제거될지 모름)이 있다.
• 또한 이러한 문자열 연산이 많아진다면, 연산 한 번 할 때마다 계속해서 문자열 객체를 만드는 오버헤드가 발생하므로 성능이 떨어질 수밖에 없다. (+ 연산에 내부적으로 char배열을 사용함)
• 대신 String 클래스의 객체는 불변하기 때문에 단순하게 읽어가는 조회연산에서는 타 클래스보다 빠르게 읽을 수 있는 장점이 있다. (추가 장점으로 불변하기 때문에 멀티쓰레드환경에서 동기화를 신경 쓸 필요가 없다.)

StringBuffer vs StringBuilder

• StringBuffer와 StringBuilder 클래스는 String과 다르게 mutable(변경 가능)하다.
• 즉 문자열 연산을 할 때, 클래스는 한 번만 만들고(new), 메모리의 값을 변경시켜서 문자열을 변경한다.
• 그러므로 문자열 연산이 자주 있을 때 사용하면 성능이 좋다.
• StringBuffer와 StringBuilder 클래스의 메서드들은 같다.
• 그렇다면 StringBuffer와 StringBuilder의 차이는 무엇일까?
• 차이점은 StringBuffer는 멀티스레드 환경에서 synchronized 키워드가 가능하므로 동기화가 가능하다. 즉, thread-safe 하다.
• 반대로 StringBuilder는 thread-safe하지 않다.
• StringBuilder는 동기화를 지원하지 않기 때문에 멀티 스레드 환경에서는 적합하지 않다.
• 대신 StringBuilder가 동기화를 고려하지 않기 때문에 싱글 스레드 환경에서 StringBuffer에 비해 연산처리가 빠른 장점이 있다.

결론

String 클래스는 불변 객체이기 때문에 문자열 연산이 많은 프로그래밍이 필요할 때 계속해서 인스턴스를 생성하므로 성능이 떨어지지만 조회가 많은 환경, 멀티스레드 환경에서 성능적으로 유리하다.

StringBuffer 클래스와 StringBuilder 클래스는 문자열 연산이 자주 발생할 때 문자열이 변경 가능한 객체기 때문에 성능적으로 유리하다.

StringBuffer와 StringBuilder의 차이점은 동기화 지원의 유무이고 동기화를 고려하지 않는 환경에서 StringBuilder가 성능이 더 좋고, 동기화가 필요한 멀티스레드 환경에서는 StringBuffer를 사용하는 것이 유리하다.