BufferedReader, BufferedWriter,StringTokenizer, StringBuilder 빠른 입출력을 위한 함수들

최근 알고리즘 연습문제들을 풀기 시작했는데 입출력 제한시간이 정해져있기도 하고 개인적으로도 입출력 시간을 단축하고 싶다는 생각이 들어 찾아보던 중 원래도 알고 있었고 실제로 사용도 해봤지만 자세히는 몰라 잘 사용하지 않던 BufferedReader와 BufferedWriter가 입출력 시간 단축에 도움이 된다는 글을 보고 사용하기 전에 한 번 제대로 공부해 봐야겠다는 생각이 들었다.

BufferdReader / BufferedWriter

BufferedReader와 BufferdWriter는 버퍼를 사용하여 데이터를 입출력하는 함수다.
설명만 들었을 때는 간단한데 버퍼가 무엇인지 잘 모르는 상태에서는 뜬 구름 잡는 소리처럼 들려 버퍼가 무엇인지에 대해 먼저 알아보기로 했다

Buffer란?

두개의 장치 사이에서 데이터 전송할 때 데이터의 전송 속도나 처리 속도의 차이를 완화하는 목적으로 사용하는 기억장치

즉 임시 저장 공간이라는 소리인데 이는 버퍼를 사용하지 않는 입력과 버퍼를 사용하는 입력의 동작을 뜯어보면 더 잘 이해할 수 있다
키보드를 통해 Read라는 단어를 입력한다고 해보자

버퍼를 사용하지 않는 입력의 경우

R입력->전달->e입력->전달->a입력->전달->d입력->전달

이런 방식으로 전달이 이루어지고 결과적으로 Read라는 단어를 입력하게 된다
한번의 전송에서 처리할 수 있는 양에 비해 현저히 적은 양의 데이터를 각각의 문자마다 전송하게 되는 것이다.

하지만 버퍼를 사용하여 입력하게 될 경우

R입력->버퍼에 저장->e입력->버퍼에 저장->a입력->버퍼에 저장->d입력->버퍼에 저장->전달

각각의 문자가 입력 될 때마다 버퍼에 임시로 저장되고 버퍼가 가득차거나 엔터 등으로 개행하게 될 시 버퍼에 쌓아뒀던 데이터를 한 번에 전송하게 되고 한 번의 전송으로 같은 양의 데이터를 처리할 수 있어 여러 번의 전송을 하는 것에 비해 효율적이고 빠른 데이터 입출력이 가능하게 된다
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BufferedReader / Scanner

그럼 이제 본격적으로 BufferedReader에 대해 알아볼텐데 그 전에 처음 입출력에 대해 배울 때 Scanner라는 걸 먼저 배웠고 Scanner를 가지고 이제껏 잘 입력처리를 해 왔는데 BufferedReader와 어떤 차이가 있는 지 궁금해졌다.

Scanner의 특징

1. 공백 및 개행을 경계값으로 인식한다.
2. 데이터를 원하는 타입으로 파싱해 읽어올 수 있다.
3. 버퍼의 사이즈가 1024byte(1KB) 이다.
4. UnChecked(Runtime) Exception으로 별도로 예외 처리를 명시할 필요가 없다.
5. Thread unsafe 성질을 지니기에 멀티스레드 환경에서 문제가 발생할 수 있다.
6. 데이터를 입력받을 경우 즉시 사용자에게 전송된다.

Scanner는 크게 이런 특징들을 가지고 있는데 이 중 데이터를 Scanner가 가진 여러 함수들을 통해 파싱을 하고 데이터를 입력받는 즉시 사용자에게 전송하는 특성 때문에 속도면에서 떨어질 수 밖에 없다. 특히 단순입력의 양이 많아질수록 이러한 단점이 더욱 부각된다.

BufferedReader의 특징

1. 개행만을 경계값으로 인식한다.
2. 데이터를 파싱하지 않고 String으로만 읽고 가져온다.
3. 버퍼의 사이즈가 8192byte(8KB)이다.
4. Checked Exception으로 반드시 예외 처리를 명시해야한다.(I/O Exception을 throw하거나 try/catch 해야한다.)
5. Thread safe 성질을 지니기에 멀티스레드 환경에서도 안전하다.
6. 버퍼가 가득차거나 개행문자가 나타나면 버퍼의 내용을 한번에 프로그램으로 전달한다.

이에 반해 BufferedReader는 이러한 특징을 가지는데 파싱을 하지않고 문자가 입력될 때마다 전송되는 것이 아닌 버퍼에 쌓아두고 한 번에 전송하는 방식으로 인해 Scanner에 비해 더 빠르게 입력받을 수 있게 된다.

다만 이것은 입력시간에 이점이 있다는 것이지 모든 상황에서 Scanner보다 BufferedReader가 유리하다는 것은 아니다.
BufferedReader는 String 형식으로만 읽고 저장하기에 형변환을 위한 추가적인 코드 작성이 불가피한 반면에 Scanner는 원하는 타입으로 읽고 파싱할 수 있다. 그리고 BufferedReader의 경우 일단 큰 메모리를 잡아먹게 되고 예외처리 또한 따로 해주어야 하므로 이러한 특성들을 잘 고려하여 활용할 필요가 있다.