[Java] String vs StringBuilder vs StringBuffer - 성능 비교 실험

 

Java에서 문자열을 다루는 방법은 다양하며, 대표적으로 String, StringBuilder, StringBuffer가 있습니다.

이 세 가지 클래스는 각각의 특징과 성능이 다르기 때문에, 사용 상황에 따라 적합한 것을 선택하는 것이 중요합니다.

이번 포스트에서는 String, StringBuilder, StringBuffer의 차이점과 장단점을 비교해 보겠습니다.

 

 

1. String, StringBuilder, StringBuffer란?

Java에서는 문자열을 다루기 위한 여러 가지 클래스가 제공됩니다:

• String: 불변(immutable) 객체로, 한 번 생성되면 수정할 수 없습니다.
• StringBuilder: 가변(mutable) 객체로, 동기화를 지원하지 않아 싱글 스레드 환경에서 빠르게 동작합니다.
• StringBuffer: 가변(mutable) 객체로, 동기화를 지원하여 멀티스레드 환경에서 안전하게 사용할 수 있습니다.

 

 

2. String의 특징

String은 불변 객체로, 문자열을 변경하려면 새로운 객체를 생성해야 합니다. 이로 인해 메모리를 더 많이 사용할 수 있으며, 반복적인 수정이 있을 경우 성능 저하가 발생할 수 있습니다. 그러나 불변성 덕분에 멀티스레드 환경에서 안전하게 사용할 수 있습니다.

장점

• 스레드 안전성: 불변 객체이기 때문에 멀티스레드 환경에서도 안전하게 사용할 수 있습니다.
• 메모리 효율성: 동일한 문자열은 String Pool에 저장되어 재사용됩니다.

단점

• 성능 저하: 문자열을 수정할 때마다 새로운 객체가 생성되기 때문에, 대량의 문자열 조작 작업에는 비효율적입니다.

예제 코드

String str = "Hello";
str += " World";  // 새로운 String 객체가 생성됨

 

 

3. StringBuilder의 특징

StringBuilder는 Java 1.5에서 도입된 가변 문자열 클래스입니다. String의 성능 문제를 해결하기 위해, 문자열을 조작할 때 기존 객체를 수정할 수 있도록 설계되었습니다. 또한, 동기화를 지원하지 않기 때문에 싱글 스레드 환경에서 가장 빠르게 동작합니다.

장점

• 빠른 성능: 동기화가 필요 없기 때문에, StringBuffer보다 빠르게 문자열을 조작할 수 있습니다.
• 메서드 체이닝 지원: 메서드를 연결해서 사용할 수 있어 코드가 간결해집니다.

단점

• 멀티스레드 안전성 없음: 동기화를 지원하지 않으므로, 멀티스레드 환경에서는 StringBuffer를 사용하는 것이 안전합니다.

예제 코드

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append(" World").append("!");
System.out.println(sb.toString());  // 출력: Hello World!

 

 

4. StringBuffer의 특징

StringBuffer는 Java 1.0부터 존재하는 클래스입니다. StringBuilder와 유사하지만, 동기화(synchronization)를 지원하여 멀티스레드 환경에서 안전하게 사용할 수 있습니다.

장점

• 멀티스레드 안전성: 동기화를 지원하여 멀티스레드 환경에서도 안전하게 사용할 수 있습니다.
• 가변성: 문자열을 조작할 때 기존 객체를 수정하여 메모리와 성능을 최적화합니다.

단점

• 성능: 동기화가 추가되어 있어, 싱글 스레드 환경에서는 StringBuilder보다 성능이 떨어질 수 있습니다.

예제 코드

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
sb.append(" World").append("!");
System.out.println(sb.toString());  // 출력: Hello World!

 

 

5. String, StringBuilder, StringBuffer 비교

특성	String	StringBuilder	StringBuffer
가변성	불변(Immutable)	가변(Mutable)	가변(Mutable)
멀티스레드 안전성	안전(Thread-safe)	안전하지 않음	안전(Thread-safe)
성능	느림(새 객체 생성)	빠름	상대적으로 느림
동기화	없음	없음	있음

요약

• String: 변경이 적고, 안정성이 중요한 경우 사용합니다.
• StringBuilder: 싱글 스레드 환경에서 반복적인 문자열 조작이 필요한 경우 사용합니다.
• StringBuffer: 멀티스레드 환경에서 문자열 조작이 필요한 경우 사용합니다.

 

 

6. 성능 비교

다음은 String, StringBuffer, StringBuilder의 성능을 비교를 직접 해봤습니다.

• String: 25ms (문자열을 계속 생성하기 때문에 가장 느립니다.)
• StringBuffer: 2ms (StringBuilder보다 느리지만, 멀티스레드 환경에서 안전합니다.)
• StringBuilder: 1ms (가장 빠른 성능을 보여줍니다.)

 

 

7. 언제 무엇을 사용해야 할까?

• 변경이 적은 문자열: String을 사용하여 메모리 효율성과 안정성을 유지할 수 있습니다.
• 싱글 스레드 환경에서 반복적인 문자열 조작: StringBuilder를 사용하여 빠르고 효율적으로 문자열을 처리할 수 있습니다.
• 멀티스레드 환경에서 문자열 조작: StringBuffer를 사용하여 스레드 안전성을 보장합니다.

 

 

 

 

 

[Reference]

https://javaocean.in/string-vs-stringbuilder-vs-stringbuffer-in-java/

What is String vs StringBuilder vs StringBuffer in Java - Java Ocean