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。