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JAVA面试题 从源码角度分析StringBuffer和StringBuilder的区别

作者：Java蚂蚁

这篇文章主要介绍了JAVA面试题 从源码角度分析StringBuffer和StringBuilder的区别,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，下面我们来一起学习下吧

面试官：请问StringBuffer和StringBuilder有什么区别？

这是一个老生常谈的话题，笔者前几年每次面试都会被问到，作为基础面试题，被问到的概率百分之八九十。下面我们从面试需要答到的几个知识点来总结一下两者的区别有哪些？

继承关系

从源码上看看类StringBuffer和StringBuilder的继承结构：

从结构图上可以直到，StringBuffer和StringBuiler都继承自AbstractStringBuilder类

如何实现扩容

StringBuffer和StringBuiler的扩容的机制在抽象类AbstractStringBuilder中实现，当发现长度不够的时候(默认长度是16)，会自动进行扩容工作，扩展为原数组长度的2倍加2，创建一个新的数组，并将数组的数据复制到新数组。

public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
 if (minimumCapacity > 0)
  ensureCapacityInternal(minimumCapacity);
}
 
/**
* 确保value字符数组不会越界.重新new一个数组,引用指向value
*/ 
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
 // overflow-conscious code
 if (minimumCapacity - value.length > 0) {
  value = Arrays.copyOf(value,
    newCapacity(minimumCapacity));
 }
}
 
/**
* 扩容:将长度扩展到之前大小的2倍+2
*/ 
private int newCapacity(int minCapacity) {
 // overflow-conscious code 扩大2倍+2
 //这里可能会溢出,溢出后是负数哈,注意
 int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
 if (newCapacity - minCapacity < 0) {
  newCapacity = minCapacity;
 }
 //MAX_ARRAY_SIZE的值是Integer.MAX_VALUE - 8,先判断一下预期容量(newCapacity)是否在0<x<MAX_ARRAY_SIZE之间,在这区间内就直接将数值返回,不在这区间就去判断一下是否溢出
 return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
  ? hugeCapacity(minCapacity)
  : newCapacity;
}
 
/**
* 判断大小，是否溢出
*/
private int hugeCapacity(int minCapacity) {
 if (Integer.MAX_VALUE - minCapacity < 0) { // overflow
  throw new OutOfMemoryError();
 }
 return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)
  ? minCapacity : MAX_ARRAY_SIZE;
}

线程安全性

我们先来看看StringBuffer的相关方法：

@Override
public synchronized StringBuffer append(long lng) {
 toStringCache = null;
 super.append(lng);
 return this;
}
 
/**
 * @throws StringIndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
 * @since  1.2
 */
@Override
public synchronized StringBuffer replace(int start, int end, String str) {
 toStringCache = null;
 super.replace(start, end, str);
 return this;
}
 
/**
 * @throws StringIndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
 * @since  1.2
 */
@Override
public synchronized String substring(int start) {
 return substring(start, count);
}
 
@Override
public synchronized String toString() {
 if (toStringCache == null) {
  toStringCache = Arrays.copyOfRange(value, 0, count);
 }
 return new String(toStringCache, true);
}

从上面的源码中我们看到几乎都是所有方法都加了synchronized,几乎都是调用的父类的方法.，用synchronized关键字修饰意味着什么？加锁，资源同步串行化处理，所以是线程安全的。

我们再来看看StringBuilder的相关源码：

@Override
public StringBuilder append(double d) {
 super.append(d);
 return this;
}
 
/**
 * @since 1.5
 */
@Override
public StringBuilder appendCodePoint(int codePoint) {
 super.appendCodePoint(codePoint);
 return this;
}
 
/**
 * @throws StringIndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
 */
@Override
public StringBuilder delete(int start, int end) {
 super.delete(start, end);
 return this;
}

StringBuilder的源码里面，基本上所有方法都没有用synchronized关键字修饰，当多线程访问时，就会出现线程安全性问题。

为了证明StringBuffer线程安全，StringBuilder线程不安全，我们通过一段代码进行验证：

测试思想

测试代码

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
 
public class TestStringBuilderAndStringBuffer {
 public static void main(String[] args) {
  //证明StringBuffer线程安全，StringBuilder线程不安全
  StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
  StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
  CountDownLatch latch1 = new CountDownLatch(1000);
  CountDownLatch latch2 = new CountDownLatch(1000);
  for (int i = 0; i < 1000; i++) {
   new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
     try {
      stringBuilder.append(1);
     } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
     } finally {
      latch1.countDown();
     }
    }
   }).start();
  }
  for (int i = 0; i < 1000; i++) {
   new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
     try {
      stringBuffer.append(1);
     } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
     } finally {
      latch2.countDown();
     }
 
    }
   }).start();
  }
  try {
   latch1.await();
   System.out.println(stringBuilder.length());
   latch2.await();
   System.out.println(stringBuffer.length());
  } catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }
}

测试结果

总结一下

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。

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