Sachverhalt: A. Eine Freundin von A._ informierte die Kantonspolizei Freiburg am 15. Juni 2013 um 03.45 Uhr, diese sei soeben sexuell missbraucht worden. Am 7. August 2013 reichte A._ gegen X._ Strafantrag ein. Die Staatsanwaltschaft des Kantons Freiburg stellte das am 23. Oktober 2013 eröffnete Strafverfahren wegen sexueller Nötigung, Vergewaltigung und evtl. Schändung am 4. August 2014 ein. Sie auferlegte X._ die gesamten Verfahrenskosten und verweigerte ihm eine Entschädigung sowie Genugtuung. Die gegen diesen Entscheid von X._ erhobene Beschwerde und sein Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wies das Kantonsgericht Freiburg ab. Es auferlegte ihm die Verfahrenskosten und verweigerte ihm eine Entschädigung. B. X._ beantragt mit Beschwerde in Strafsachen im Hauptpunkt, das kantonsgerichtliche Urteil sei aufzuheben, er sei für das Untersuchungsverfahren mit Fr. 7'822.15 und für das kantonsgerichtliche Verfahren mit Fr. 2'500.-- zu entschädigen. Ferner sei ihm eine Genugtuung in Höhe von Fr. 5'000.-- zuzusprechen. Er ersucht um unentgeltliche Rechtspflege. Das Kantonsgericht und die Staatsanwaltschaft verzichten auf eine Stellungnahme.