String vs. StringBuilder vs. StringBuffer 예제를 통한 비교

 

자바에는 문자열을 처리하기 위한 클래스로 String, StringBuilder, StringBuffer 클래스가 있다.

단순히 문자열을 처리하기 위함이라면 (예를 들면 System.out.println("문자열");  이런 경우) 어떤 것을 사용해도 별다른 차이는 없다고 알고 있다. 하지만 문자열을 더하는 (+) 연산을 할 경우에 퍼포먼스상의 차이가 발생한다.

 

백번 듣느니 한 번 보는게 낫다.

실제로 아래와 같은 예제는 많은 곳에서 흔히 볼 수 있는 예제일 것이다.

 

package xxxelppa.tistory.com;

public class StringTest {
    public static void main(String[] ar) {
        long StartTime = 0;
        long EndTime = 0;
        
        String str;
        StringBuilder strBdr;
        StringBuffer strBfr;
        
        for(int k = 0; k < 9; ++k) {
            str = new String("문자열");
            strBdr = new StringBuilder("문자열");
            strBfr = new StringBuffer("문자열");
            
            System.out.println("============== " + (k + 1) + "번째 비교 결과" + " ==============");
            
            StartTime = System.nanoTime();
            for(int i = 0; i < 10000; ++i) {
                str += i;
            }
            EndTime = System.nanoTime();
            System.out.println("String의 실행 시간\t\t: " + (EndTime - StartTime));
            
            StartTime = System.nanoTime();
            for(int i = 0; i < 10000; ++i) {
                strBdr.append(i);
            }
            EndTime = System.nanoTime();
            System.out.println("StringBuilder의 실행 시간\t: " + (EndTime - StartTime));
            
            StartTime = System.nanoTime();
            for(int i = 0; i < 10000; ++i) {
                strBfr.append(i);
            }
            EndTime = System.nanoTime();
            System.out.println("StringBuffer의 실행 시간\t: " + (EndTime - StartTime));
            System.out.println("=============================================");
            System.out.println();
            
        }
        
        
    }
}

 

위 예제는 똑같이 문자열을 더하는 연산을 했을 때 실행 속도를 비교하는 소스이다.

실행 결과는 다음과 같다.

 

============== 1번째 비교 결과 ============== String의 실행 시간             : 192313252 StringBuilder의 실행 시간    : 417904 StringBuffer의 실행 시간     : 613102 ======================================= ============== 2번째 비교 결과 ============== String의 실행 시간             : 165631465 StringBuilder의 실행 시간    : 427854 StringBuffer의 실행 시간     : 460046 ======================================= ============== 3번째 비교 결과 ============== String의 실행 시간             : 178263707 StringBuilder의 실행 시간    : 276554 StringBuffer의 실행 시간     : 340644 ======================================= ============== 4번째 비교 결과 ============== String의 실행 시간             : 184807363 StringBuilder의 실행 시간    : 371959 StringBuffer의 실행 시간     : 376934 ======================================= ============== 5번째 비교 결과 ============== String의 실행 시간             : 178070851 StringBuilder의 실행 시간    : 436048 StringBuffer의 실행 시간     : 479068 ======================================= ============== 6번째 비교 결과 ============== String의 실행 시간             : 133046927 StringBuilder의 실행 시간    : 268945 StringBuffer의 실행 시간     : 361423 ======================================= ============== 7번째 비교 결과 ============== String의 실행 시간             : 153004492 StringBuilder의 실행 시간    : 210708 StringBuffer의 실행 시간     : 355277 ======================================= ============== 8번째 비교 결과 ============== String의 실행 시간             : 137168318 StringBuilder의 실행 시간    : 289139 StringBuffer의 실행 시간     : 418782 ======================================= ============== 9번째 비교 결과 ============== String의 실행 시간             : 136230374 StringBuilder의 실행 시간    : 309039 StringBuffer의 실행 시간     : 373129 =======================================

 

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실행 시간 결과는 String > StringBuffer > StringBuilder 순서이다.

그렇다면 왜 이런 결과가 나왔을까?

 

String은 문자열을 더하기 위해 String 공간을 하나 더 만드는 작업을 한다.

이게 무슨 소리일까? String이라는 클래스가 가지는 특성이라고 받아들일 수 밖에 없다.

String 클래스형 자료형으로 선언된 문자열이 메모리상에 할당이 되면, 이 값을 바꿀 수 없는 값이 된다.

만약 이 문자열이 더해지거나 빼는 연산을 하게 될 경우 기존에 할당한 메모리에 저장된 값이 바뀌지 않는다는 소리다.

 

String addr100 = new String("문자열A");
String addr101 = new String("문자열B");

addr100 = addr100 + addr101;

 

이 소스가 실행되면 메모리상에서 어떤 일이 생길까?

 

 

위에 첨부한 이미지를 함께 보자.

만약 메모리상에 위처럼 문자열이 저장 되어있다고 했을 때, 100번지의 "문자열A"와 101번지의 "문자열B"를 더해 새로운 문자열 "문자열A문자열B"를 만든 경우이다.

즉 addr100 변수는 100번지를 바라보고 있다가 새로운 102번지를 바라보게 된다. (바라본다 보다 참조한다는 말이 더 옳다)

그럼 100번지는?

가비지 컬렉터가 나중에 알아서 처리해주니 신경쓰지 말자.

 

String 클래스의 경우 기존 값에 새로운 값을 더하는 것이 아닌, 위와 같이 추가 연산이 필요하기 때문에 StringBuilder나 StringBuffer보다 퍼포먼스가 떨어진다.

그렇기 때문에 문자열 연산에서는 StringBuilder나 StringBuffer 클래스의 사용을 권장한다.

 

(내용이 너무 길어질 것 같아서 추가하지 않으려 했지만, 급하면 이 부분은 넘어가도 좋다.)

지금까지 문자열을 더하는 연산이 빈번하게 발생한 부분은 배치 프로그램에서 쿼리를 작성할 때였다.

다음과 같은 쿼리가 있다고 하자. (다소 과장된 부분이 있다.)

 

SELECT
    AAA
    , BBB
    , CCC
    , DDD
    , EEE
FROM TEST
WHERE
    1=1
    AND AAA > 100
    AND BBB > 200
    AND CCC > 300
    AND DDD > 400

 

이 때 이 쿼리문을 다음과 같이 변수에 담을 수 있다.

 

String query = "";

query += "SELECT           ";
query += "    AAA          ";
query += "    , BBB        ";
query += "    , CCC        ";
query += "    , DDD        ";
query += "    , EEE        ";
query += "FROM TEST        ";
query += "WHERE            ";
query += "    1=1          ";
query += "    AND AAA > 100";
query += "    AND BBB > 200";
query += "    AND CCC > 300";
query += "    AND DDD > 400";

 

단순히 더하는게 아니라고 생각해보면 이게 얼마나 재앙인지 이제는 알게 되었으리라 생각한다.

(위와 같은 경우 반드시 StrinfBuilder 클래스나 StringBuffer 클래스를 사용하기를..)

 

 

 

그럼 마지막으로, String과 StringBuilder, StringBuffer의 차이는 알겠는데 StringBuilder와 StringBuffer의 차이는 무엇일까?

StringBuilder와 StringBuffer 클래스는 사실 하는 일은 똑같다. 다만 하나의 차이가 있는데 동기화 처리의 문제이다.

 

StringBuffer클래스는 동기화 (Synchronized)를 지원하며 멀티 스레드 환경에서도 동기화를 지원한다. 그렇기 때문에 단일 스레드일 경우 StringBuilder 클래스를, 멀티 스레드일 경우 StringBuffer 클래스의 사용이 권장된다. (StringBuffer 클래스의 경우 혼용해도 상관없지만, 동기화 처리 문제로 퍼포먼스상의 이슈가 있다고 한다.)

실제로 맨 위에 예제로 만든 소스의 실행 결과를 보면 단일 스레드 환경에서 StringBuilder 클래스가 StringBuffer클래스보다 퍼포먼스가 좋은 것을 확인할 수 있다.

 

동기화라는 개념은 어려운게 아니다.

마치 한칸짜리 공중 화장실이라고 생각하면 될 것 같다.

누구나 사용할 수 있지만, 동시에 사용할 수 없도록 하는 것이 동기화이다.

 

 

 

흔히 찾아볼 수 있는 예제이지만, 보다 정확하게 확인하고 싶어서 주소값을 직접 출력 해보고 싶었는데 그렇게 하지 못해 아쉬움이 남는다.