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引言
周五去面试又被面试的一个问题问哑巴了
面试官：StringBuilder 和 StringBuffer 的区别在哪？
我：StringBuilder 不是线程平安的，StringBuffer 是线程平安的
面试官：那 StringBuilder 不平安的点在哪儿？
我：。。。（哑巴了）
在这之前我只记住了 StringBuilder 不是线程平安的，StringBuffer 是线程平安的这个论断，至于 StringBuilder 为什么不平安素来没有去想过。
剖析
在剖析设个问题之前咱们要晓得 StringBuilder 和 StringBuffer 的外部实现跟 String 类一样，都是通过一个 char 数组存储字符串的，不同的是 String 类外面的 char 数组是 final 润饰的，是不可变的，而 StringBuilder 和 StringBuffer 的 char 数组是可变的。
首先通过一段代码去看一下多线程操作 StringBuilder 对象会呈现什么问题
`public class StringBuilderDemo {`
`public static void main(String[] args) throws InterruptedException {`
`StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();`
`for (int i = 0; i < 10; i++){`
`new Thread(new Runnable() {`
`@Override`
`public void run() {`
`for (int j = 0; j < 1000; j++){`
`stringBuilder.append("a");`
`}`
`}`
`}).start();`
`}`
`Thread.sleep(100);`
`System.out.println(stringBuilder.length());`
`}`
`}`
咱们能看到这段代码创立了 10 个线程，每个线程循环 1000 次往 StringBuilder 对象外面 append 字符。失常状况下代码应该输入 10000，然而理论运行会输入什么呢？
咱们看到输入了“9326”，小于预期的 10000，并且还抛出了一个 ArrayIndexOutOfBoundsException 异样（异样不是必现）。
1、为什么输入值跟预期值不一样
咱们先看一下 StringBuilder 的两个成员变量（这两个成员变量实际上是定义在 AbstractStringBuilder 外面的，StringBuilder 和 StringBuffer 都继承了 AbstractStringBuilder）
`// 存储字符串的具体内容 `
`char[] value;`
`// 曾经应用的字符数组的数量 `
`int count;`
再看 StringBuilder 的 append() 办法：
`@Override`
`public StringBuilder append(String str) {`
`super.append(str);`
`return this;`
`}`
StringBuilder 的 append() 办法调用的父类 AbstractStringBuilder 的 append() 办法
`1.public AbstractStringBuilder append(String str) {`
`2. if (str == null)`
`3. return appendNull();`
`4. int len = str.length();`
`5. ensureCapacityInternal(count + len);`
`6. str.getChars(0, len, value, count);`
`7. count += len;`
`8. return this;`
`9.}`
咱们先不论代码的第五行和第六行干了什么，间接看第七行，count += len 不是一个原子操作。假如这个时候 count 值为 10，len 值为 1，两个线程同时执行到了第七行，拿到的 count 值都是 10，执行完加法运算后将后果赋值给 count，所以两个线程执行完后 count 值为 11，而不是 12。这就是为什么测试代码输入的值要比 10000 小的起因。
2、为什么会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异样。
咱们看回 AbstractStringBuilder 的 append() 办法源码的第五行，ensureCapacityInternal() 办法是查看 StringBuilder 对象的原 char 数组的容量能不能盛下新的字符串，如果盛不下就调用 expandCapacity() 办法对 char 数组进行扩容。
`private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {`
`// overflow-conscious code`
`if (minimumCapacity - value.length > 0)`
`expandCapacity(minimumCapacity);`
`}`
扩容的逻辑就是 new 一个新的 char 数组，新的 char 数组的容量是原来 char 数组的两倍再加 2，再通过 System.arryCopy() 函数将原数组的内容复制到新数组，最初将指针指向新的 char 数组。
`void expandCapacity(int minimumCapacity) {`
`// 计算新的容量 `
`int newCapacity = value.length * 2 + 2;`
`// 两头省略了一些查看逻辑 `
`...`
`value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);`
`}`
Arrys.copyOf() 办法
`public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {`
`char[] copy = new char[newLength];`
`// 拷贝数组 `
`System.arraycopy(original, 0, copy, 0,`
`Math.min(original.length, newLength));`
`return copy;`
`}`
AbstractStringBuilder 的 append() 办法源码的第六行，是将 String 对象外面 char 数组外面的内容拷贝到 StringBuilder 对象的 char 数组外面，代码如下：
`str.getChars(0, len, value, count);`
getChars() 办法
`public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst[], int dstBegin) {`
`// 两头省略了一些查看 `
`...`
`System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);`
`}`
拷贝流程见下图
假如当初有两个线程同时执行了 StringBuilder 的 append() 办法，两个线程都执行完了第五行的 ensureCapacityInternal() 办法，此刻 count=5。
这个时候线程 1 的 cpu 工夫片用完了，线程 2 继续执行。线程 2 执行残缺个 append() 办法后 count 变成 6 了
线程 1 继续执行第六行的 str.getChars() 办法的时候拿到的 count 值就是 6 了，执行 char 数组拷贝的时候就会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异样。
至此，StringBuilder 为什么不平安曾经剖析完了。如果咱们将测试代码的 StringBuilder 对象换成 StringBuffer 对象会输入什么呢？
当然是输入 10000 啦！
那么 StringBuffer 用什么伎俩保障线程平安的？这个问题你点进 StringBuffer 的 append() 办法外面就晓得了。
