The Hidden Evolution of Java Strings

Java String 클래스의 변천사 (Java 1 ~ Java 21)

Java에서 String 클래스는 자바 언어의 핵심 중 하나로, 수많은 개선이 이루어졌다. 특히 Java 9 이후부터는 성능과 메모리 최적화를 위해 내부 구조가 크게 바뀌었고, Java 21까지 계속해서 진화해왔다. 이 글에서는 Java 1부터 21까지의 String 클래스의 내부 구조와 기능 변화 중심으로 정리해보았다.

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☕ Java 1.0 ~ Java 8 (1996 ~ 2014)

내부 구조:

private final char[] value; // UTF-16 기반 (2 bytes per character)

• 모든 문자열은 UTF-16 인코딩으로 저장.
• ASCII 문자만 있어도 무조건 2바이트 사용.
• 한 글자당 2바이트 = 메모리 낭비 가능성.
• 불변 객체 (immutable), final 필드.

주요 특징:

• StringBuilder, StringBuffer, String.intern(), equals(), hashCode() 등 안정화.
• JVM 상에서 가장 많이 사용되는 클래스 중 하나.

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⚡ Java 9 (2017) — Compact Strings 도입!

내부 구조 대개 이렇게 바뀜:

private final byte[] value;  // 문자열 데이터 저장 (UTF-8 X)
private final byte coder;    // LATIN1 (0) 또는 UTF16 (1)

• Compact Strings 기능 도입:
  • ASCII 문자만 쓰는 경우 LATIN1 (1 byte per char)
  • 유니코드 문자가 포함되면 UTF16 (2 bytes per char)
• 메모리 효율 대폭 향상 (최대 50% 절약)
• COMPACT_STRINGS라는 static final boolean 플래그로 처리됨.

🌟 이점:

• GC 부담 줄고
• CPU 캐시 효율 좋아짐
• 대부분의 문자열이 ASCII일 경우 효과적

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🔒 Java 12 (2019) — String::transform, indent, describeConstable

• String::transform(Function) 메서드 추가 (Java 12):

  String result = "hello".transform(s -> s.toUpperCase()); // "HELLO"
  

• indent(int) → 들여쓰기 쉽게 처리 가능
• describeConstable() → String을 ConstantDesc로 표현 (JEP 334)

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🔡 Java 13 (2019) — 텍스트 블록 (Text Blocks) 미리보기

• "Java is\nawesome" → """Java is\nawesome""" 형식으로 표현 가능
• 줄 바꿈/탭/여백 유지가 편해짐

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🪟 Java 15 (2020) — 텍스트 블록 정식 도입

String json = """
    {
        "name": "chatgpt",
        "type": "ai"
    }
    """;

• 기존 "줄바꿈\n해야 했던 문자열"보다 가독성 높아짐.

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🚀 Java 17 (2021) — 패턴 매칭 기반 개선 시작

• instanceof → 자동 캐스팅 가능

  if (obj instanceof String s) {
      System.out.println(s.toLowerCase());
  }
  

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💎 Java 19~21 (2022~2023~2024) — String Templates (미리보기), 패턴 매칭 향상

Java 21 (2023) — 주요 변화:

Java 21은 LTS(장기지원) 버전입니다.

🧩 주요 기능들:

1. 🔸 String Templates (미리보기, JEP 430)

String name = "Alice";
int age = 30;
String result = STR."Hello \{name}, you are \{age} years old!";

• ${} 같은 표현을 \{}로 사용.
• 더 안전하고 가독성 높은 문자열 생성 방식 도입.

1. 🔸 Unnamed Patterns / Variables (JEP 443)

• 더 간결한 패턴 매칭이 가능해짐

1. 🔸 Latin1 최적화 지속 + 성능 향상

• String.hashCode() 계산, equals(), substring() 등 내부적으로 계속 JIT 최적화됨.

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📊 버전별 요약 테이블

Java 버전	주요 변화
1.0 ~ 8	char[] 기반 UTF-16, 불변 객체
9	🧠 Compact Strings 도입 → byte[] + coder 구조
12	transform(), indent() 등 유틸 메서드 추가
13 ~ 15	📋 Text Blocks (멀티라인 문자열)
17	패턴 매칭, 인스턴스 자동 캐스팅
19~21	🧩 String Templates (JEP 430), 성능 향상, 코드 가독성 개선

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🧠 보너스: Compact Strings 성능 향상 포인트

• "123" → byte[3], coder = LATIN1
• "한글" → byte[4], coder = UTF16
• JIT 컴파일 시 COMPACT_STRINGS는 static final이라 constant folding 되어 브랜치 제거 가능!