Java에서 String, StringBuilder, StringBuffer의 차이

  15 Apr 2017


Summary


Java를 개발하다보면 String에 대해서 별다른 고민없이 (“Some text” + “ added text”)와 같이 ‘+’기호를 통해 스트링을 더하곤 한다. 하지만 Java 개발자라면 고민을 더 해보고 Class를 선택해야한다. String과 StringBuilder, 그리고 StringBuffer를 어떤 경우에 사용하는지 확인해보자.


각 클래스의 특징


설명에 들어가기에 앞서서 java api와 친숙해져야 된다고 생각한다.

java api에 접속해서 java.lang 패키지를 들어가보자. java.lang은 별도로 import를 해주지 않아도 사용할 수 있는 class들이 모여있다. Classes항목을 보면 자주 기본적인 클래스들이 있는 것을 볼 수 있다. Boolean, Byte, Integer등과 같은 WrapperClass들도 찾아볼 수 있다.

그중에서 우리가 눈여겨 볼 것은 String, StringBuffer, StringBuilder이다.

java.lang


자세히 알아보기 위해 클릭해보자.

Serializable, CharSequence, Comparable 인터페이스가 상속되어 있고 public final class로 되어 있다. 해석해보면 serialize가 가능하며 문자열이고 비교가능한 값이라는 것을 알 수 있다. 또한 final class이기 때문에 String class를 상속받을 수는 없다. 여기까지는 널리 알려진 사실이다.

String


하지만 String타입에 공부하다보면 String을 직접 더하는 것보다는 StringBuffer나 StringBuilder를 사용하라는 말이 있다. 이유에 대해서 살펴보자.

String stringValue1 = "TEST 1";
String stringValue2 = "TEST 2";

System.out.println("stringValue1: " + stringValue1.hashCode());
System.out.println("stringValue2: " + stringValue2.hashCode());

stringValue1 = stringValue1 + stringValue2;
System.out.println("stringValue1: " + stringValue1.hashCode());

StringBuffer sb = new StringBuffer();

System.out.println("sb: " + sb.hashCode());

sb.append("TEST StringBuffer");
System.out.println("sb: " + sb.hashCode());

결과:
    stringValue1: -1823841245
    stringValue2: -1823841244
    stringValue1: 833872391
    sb: 1956725890
    sb: 1956725890

위에서 보는바와 같이 생성된 클래스의 주소값이 다른 것을 볼 수 있다. String은 새로운 값을 할당할 때마다 새로 생성되기 때문이다. 이와 달리 StringBuffer는 값은 memory에 append하는 방식으로 클래스를 직접생성하지 않는다. 논리적으로 따져보면 클래스가 생성될 때 method들과 variable도 같이 생성되는데, StringBuffer는 이런 시간을 사용하지 않는다.

또한 지금은 한 번만 생성되었지만 수십번 String이 더해지는 경우에는 각 String의 주소값이 stack에 쌓이고 클래스들은 Garbage Collector가 호출되기 전까지 heap에 지속적으로 쌓이게 된다. 메모리 관리적인 측면에서는 치명적이라고 볼 수 있다.


그럼 String class의 내부는 어떤 구조로 되어 있기에 새로 생성될까.

아래 이미지를 보면 value[]라는 char형의 배열이 보인다. 여기서 힌트를 찾을 수 있다. private final char형이라는 것을 눈여겨 보아야 한다.

String에서 저장되는 문자열은 알고보면 char의 배열형태로 저장되며 이 값들은 외부에서 접근할 수 없도록 private으로 보호된다. 또한 final형이기 때문에 초기값으로 주어진 String의 값은 불변으로 바뀔 수가 없게 되는 것이다.

String2


String의 특징을 알아봤으니 memory에 값을 append하는 StringBuilder와 StringBuffer에 대해서 알아보자. api는 아래와 같다.

해석해보면 StringBuilder는 변경가능한 문자열이지만 synchronization이 적용되지 않았다. 하지만 StringBuffer는 thread-safe라는 말에서처럼 변경가능하지만 multiple thread환경에서 안전한 클래스라고 한다. 이것이 StringBuilder와 StringBuffer의 가장 큰 차이점이다.

StringBuilder

StringBuffer


StringBuilder와 StringBuffer를 테스트 해보자. 아래의 결과를 보면 다른 값이 나온 것을 볼 수 있다. StringBuilder의 값이 더 작은 것을 볼 수 있는데 이는 쓰레드들이 동시에 StringBuilder클래스에 접근할 수 있기 때문에 일어난 결과다. 이와 달리 StringBuffer는 multi thread환경에서 다른 값을 변경하지 못하도록 하므로 web이나 소켓환경과 같이 비동기로 동작하는 경우가 많을 때는 StringBuffer를 사용하는 것이 안전할 것이다.

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

new Thread(() -> {
    for(int i=0; i<10000; i++) {
        stringBuffer.append(i);
        stringBuilder.append(i);
    }
}).start();

new Thread(() -> {
    for(int i=0; i<10000; i++) {
        stringBuffer.append(i);
        stringBuilder.append(i);
    }
}).start();

new Thread(() -> {
    try {
        Thread.sleep(5000);

        System.out.println("StringBuffer.length: "+ stringBuffer.length());
        System.out.println("StringBuilder.length: "+ stringBuilder.length());
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}).start();

결과: 
    StringBuffer.length: 77780
    StringBuilder.length: 76412

References


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