🔤 Java의 String이 특별한 이유 - String의 핵심 특징 3가지

자바에서 String은 가장 많이 사용하는 타입 중 하나이다. 단순히 문자열 타입이라고 생각하기 쉽지만 사실 String은 Java 언어 전체에서 특별하게 취급되는 객체이다. 

primitive 타입은 아니지만 일반 객체처럼 동작하지도 않는다. 내부적으로 별도의 관리 전략을 가지고 있기 때문이다. Java의 String이 왜 특별한지 핵심 특징을 중심으로 살펴보자. 
 

1) 불변성(Immutable) 

첫 번째 특징은 String은 불변이라는 점이다. 즉, 한 번 생성된 문자열 객체는 절대로 변경되지 않는다. “Blue”라는 객체가 있다면 여기에 “Cool”을 붙여 “BlueCool”로 만들 때 실제 동작은 기존 객체를 수정하는 것이 아니라 완전히 새로운 String 객체를 생성한다. 
 

String me = "Blue";
me += "Cool";

// 결과적으로 "BlueCool"이라는 새로운 객체가 생성된다.

불변성은 단순히 언어적 특성이 아니라 다음과 같은 이유로 Java 성능과 안정성에 중요한 역할을 한다. 

• 스레드 안전(Thread-safe) 
  여러 스레드가 동시에 같은 문자열을 읽고 사용하더라도 데이터가 변경되지 않으므로 동기화가 필요 없다.
• 캐싱 및 공유 
  불변 객체는 공유해도 문제가 없기 때문에 String Pool과 같은 강력한 최적화 기법을 적용할 수 있다.
• 보안 
  URL, 파일 경로, SQL 쿼리, 비밀번호와 같은 민감한 문자열이 중간에 변경되면 위험하기 때문에 불변성은 안정성을 높이는 데 큰 역할을 한다. 

2) String Intern Pool (문자열 상수 풀) 

두 번째 특징은 JVM이 문자열 리터럴을 별도의 메모리 풀에서 관리한다는 점이다. 이를 String Intern Pool 또는 문자열 상수 풀(String Constant Pool) 이라고 부른다. 

자바 코드에서 “BlueCool” 같은 문자열 리터럴이 여러 번 등장하더라도 JVM은 매번 새로운 객체를 생성하는 대신 한 번 만든 문자열을 풀에 저장해두고 재사용한다. 
 

String blue = "BlueCool";
String cool = "BlueCool"; // 문자열 풀에서 같은 객체 사용

System.out.println(blue == cool); // true

위 코드에서 “BlueCool” 이라는 리터럴은 실제로 풀에 단 하나만 생성되며 blue와 cool 변수는 같은 객체를 참조하기 때문에 == 비교도 true가 된다. 

이 메커니즘 덕분에 다음과 같은 이점이 있다. 

• 메모리 절약 
  동일한 문자열을 여러 객체로 만들지 않고 하나만 공유하기 때문에 메모리가 절약된다.
• 빠른 비교 
  같은 객체를 참조하는 경우 == 비교가 가능해 속도가 빠르다.
• 불변성과의 조합 
  문자열이 불변이기 때문에 공유해도 문제가 없다. 

이 Intern Pool 기능은 자바의 문자열 처리 성능을 크게 향상시키는 핵심 요소 중 하나이다. 

3) 연산 비용의 특수성 

앞서 살펴본 것처럼 String은 불변 객체이기 때문에 문자열에 새로운 값을 더하는 연산을 수행할 때마다 기존 객체를 수정하는 것이 아니라 완전히 새로운 문자열 객체를 생성하게 된다. 

따라서 아래와 같이 + 연산이 반복되는 경우에는 성능 저하가 발생할 수 있다. 
 

String result = "";
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
  result += i; // 매 반복마다 새로운 String 객체 생성
}

이런 패턴은 루프가 길어질수록 엄청난 수의 임시 문자열 객체를 만들게 되고 이는 GC 부하 증가와 함께 성능 저하로 이어진다. 

이를 해결하기 위해 자바에서는 문자열을 효율적으로 조작할 수 있는 가변 객체를 제공한다. 

- StringBuilder

내부적으로 가변 버퍼를 사용하여 문자열을 이어 붙인다. 동기화가 필요 없는 환경에서 가장 빠르다. 

- StringBuffer

StringBuilder와 거의 동일하지만 동기화(synchronized) 처리가 되어 있어 멀티스레드 환경에서 문자열 조작이 빈번할 때 사용된다. 
 

✔ 추가 포인트 

핵심 특징 3가지와 함께 String을 사용할 때 알아두면 좋은 몇 가지 추가 포인트가 있다. 

* equals()와 == 비교 

문자열 리터럴은 Intern Pool에 저장되기 때문에 == 비교로 같은 객체인지 확인할 수도 있지만 일반적인 문자열 비교는 equals()가 정석이다. 

왜냐하면 new 키워드를 사용하는 경우 문자열 리터럴과는 별개로 항상 새로운 객체가 생성되기 때문이다. 
 

String blue = "BlueCool";
String cool = "BlueCool";
String blueCool = new String("BlueCool");

System.out.println(blue == cool);          // true (String Intern Pool)
System.out.println(blue == blueCool);      // false (new 키워드로 생성된 새 객체)
System.out.println(blue.equals(blueCool)); // true (내용 비교)

문자열의 실제 내용을 비교할 때는 항상 equals()를 사용하고 참조 동일성(같은 객체 여부)이 확실히 필요할 때만 == 을 사용한다. 
 

* Java 9부터 도입된 Compact Strings 

Java 9부터 String의 내부 구조는 크게 개선되었다. 

• Java 8 이전 
  내부 구조: char[] 
  문자 1개당 2바이트(UTF-16) 
  ASCII 문자열도 2바이트 사용으로 메모리 비효율 발생
• Java 9 이후 (Compact Strings) 
  내부 구조: byte[] + coder 플래그
  ASCII 문자열은 1바이트, 그 외는 UTF-16 방식 
  메모리 사용량 감소 + CPU 캐시 효율 증가로 인한 성능 향상 

Compact Strings는 JVM 수준에서 자동으로 적용되기 때문에 개발자는 신경 쓰지 않아도 되며 최신 Java에서 문자열 처리가 더 빠르고 효율적이다.