StringBuilder和StringBuffer的区别

StringBuilder和StringBuffer的区别StringBuilder和StringBuffer的区别在哪里?当接触这个问题的时候,我们可能第一反应就是,StringBuilder是线程不安全的,StringBuffer是线程安全的为什么StringBuilder是线程不安全,StringBuffer是线程安全?针对这个问题,大部分的人可能就无言以对了,我们只知道StringBuilder是线程不安全的,StringBuffer…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

StringBuilder和StringBuffer的区别在哪里?

当接触这个问题的时候,我们可能第一反应就是,StringBuilder是线程不安全的,StringBuffer是线程安全的

为什么StringBuilder是线程不安全,StringBuffer是线程安全?

针对这个问题,大部分的人可能就无言以对了,我们只知道StringBuilder是线程不安全的,StringBuffer是线程安全的,却不知道为什么,所谓知其然,而不知其所以然,针对这个问题,做一次分享

分析

在分析这个问题之前,我们要知道StringBuilder和StringBuffer的内部实现其实跟String是一样的,都是通过一个char类型的数组进行存储字符串的,不同的是String类中的char数组是final修饰的,是不可变的,而StringBuilder和StringBuffer中的char数组没有被final修饰,是可变的。

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];
	......
}

String类源码line4, 我们可以看到,char数组是被final修饰的

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
    /**
     * The value is used for character storage.
     */
    char[] value;

    /**
     * The count is the number of characters used.
     */
    int count;
 
	......
}

StringBuilder和StringBuffer都继承了AbstractStringBuilder,在line5, char类型数组没有被final修饰

首先我们先做一个测试用例,如下:

import org.junit.Test;

/**
 * stringbuilder test
 *
 * @author admin
 */
public class StringBuilderTest {

    @Test
    public void test() throws InterruptedException {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    stringBuilder.append("a");
                }
            }).start();
        }

        Thread.sleep(500L);
        System.out.println(stringBuilder.length());
    }
}

输出结果如下:

Exception in thread "Thread-84" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
	at java.lang.String.getChars(String.java:826)
	at java.lang.AbstractStringBuilder.append(AbstractStringBuilder.java:449)
	at java.lang.StringBuilder.append(StringBuilder.java:136)
	at test.wby.dingtalk.StringBuilderTest.lambda$test$0(StringBuilderTest.java:19)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
94465

根据上面的测试用例,我们的期望值是100000,但是输出的结果是94465,输出结果小于我们的期望值,并且还抛出了一个ArrayIndexOutOfBoundsException异常(异常不是必现)。

1、为什么输出的值和预期的值不一样?

首先看一下StringBuilder和StringBuffer的两个成员变量,这两个成员变量存在于AbstractStringBuilder类中,因为StringBuilder和StringBuffer都继承了AbstractStringBuilder

//存储字符串的具体内容
char[] value;
//已经使用的字符数组的数量
int count;

在看一下StringBuilder的append方法:

@Override
public StringBuilder append(String str) {
    super.append(str);
    return this;
}

StringBuilder的append()方法调用的父类AbstractStringBuilder的append()方法

public AbstractStringBuilder append(String str) {
    if (str == null)
        return appendNull();
    int len = str.length();
    ensureCapacityInternal(count + len);
    str.getChars(0, len, value, count);
    count += len;
    return this;
}

count += len不是一个原子操作。假设这个时候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结果赋值给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出的值要比10000小的原因。

2、为什么会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常

我们看回AbstractStringBuilder的append()方法源码,ensureCapacityInternal()方法是检查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()方法对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,最后将指针指向新的char数组。

void expandCapacity(int minimumCapacity) {
    //计算新的容量
    int newCapacity = value.length * 2 + 2;
    //中间省略了一些检查逻辑
    ...
    value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
}

Arrys.copyOf()方法

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()方法源码的第六行,是将String对象里面char数组里面的内容拷贝到StringBuilder对象的char数组里面,代码如下:

str.getChars(0, len, value, count);

getChars()方法

public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst[], int dstBegin) {
    //中间省略了一些检查
    ...   
    System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
}

拷贝流程见下图

StringBuilder和StringBuffer的区别

 

假设现在有两个线程同时执行了StringBuilder的append()方法,两个线程都执行完了第五行的ensureCapacityInternal()方法,此刻count=5。

 StringBuilder和StringBuffer的区别

这个时候线程1的cpu时间片用完了,线程2继续执行。线程2执行完整个append()方法后count变成6了

 

StringBuilder和StringBuffer的区别

线程1继续执行第六行的str.getChars()方法的时候拿到的count值就是6了,执行char数组拷贝的时候就会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常。

至此,StringBuilder为什么不安全已经分析完了。如果我们将测试代码的StringBuilder对象换成StringBuffer对象会输出什么呢?

100000

当然是输出10000啦!

那么StringBuffer用什么手段保证线程安全的?

@Override
public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

 

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-用户IM,转载请注明出处:https://javaforall.cn/153429.html原文链接:https://javaforall.cn

【正版授权,激活自己账号】: Jetbrains全家桶Ide使用,1年售后保障,每天仅需1毛

【官方授权 正版激活】: 官方授权 正版激活 支持Jetbrains家族下所有IDE 使用个人JB账号...

(0)


相关推荐

  • 解决WINXP系统开机后弹出Generic host process for win32 services 遇到问题需要关闭![通俗易懂]

    解决WINXP系统开机后弹出Generic host process for win32 services 遇到问题需要关闭![通俗易懂]解决WINXP系统开机后弹出Generichostprocessforwin32services遇到问题需要关闭!出现上面这个错误一般有三种情况。1.就是病毒。开机后会提示GenericHostProcessforWin32Services遇到问题需要关闭”“RemoteRrocedureCall(RPC)服务意外终止,然后就自动重起电脑。一般该病毒会在注

  • 香农编码c++实现_香农费诺编码例子

    香农编码c++实现_香农费诺编码例子实验三香农编码信息论与编码实验报告院系:哈尔滨理工大学荣成校区专业:电子信息工程学号:姓名:日期:2015年6月16日香农编码信息论与编码第三次实验报告一、实验目的和任务?1、?理解信源编码的意义;?2、?熟悉?MATLAB程序设计;??3、?掌握香农编码的方法及计算机实现;??4、?对给定信源进行香农编码,并计算编码效率;?二、实验原理介绍?给定某个信源符号的概率分布,通过以下的步骤进行香…

  • VS中新建Qt项目工程后显示无法打开源文件“QtWidgets/QApplication”的解决方案「建议收藏」

    VS中新建Qt项目工程后显示无法打开源文件“QtWidgets/QApplication”的解决方案「建议收藏」环境:VS2015+Qt5.6在vs中新建工程后一般都会显示无法打开源文件“QtWidgets/QApplication”,就像这样:这是什么原因呢?这是因为,新建Qt项目时VC++包含目录没有自动包含Qt所需要的头文件路径,需要手动添加,具体操作步骤如下:1.在工程中右击项目,点击属性。2.选择VC++目录->包含目录,按图所示步骤操作。3.选择Q…

  • 流水线设计的方法和作用「建议收藏」

    流水线设计的方法和作用「建议收藏」流水线设计从某种程度上可以提高系统频率,因此常用于高速信号处理领域,如果某个信号可以分为若干步骤处理,而且整个数据处理过程是单项的,即没有反馈运算和迭代运算,前一个步骤的输出就是下一个步骤的输入,可以考虑流水线设计来提高系统的频率。如下图所示:典型的流水线设计是将原本一个时钟周期完成的较大的组合逻辑通过合理的切割后分由多个时钟周期来完成,这样一来该部分逻辑运行的时钟频率就会有明显的提升,尤其当她是…

  • Spring Boot热部署-spring-boot-devtools

    Spring Boot热部署-spring-boot-devtools

  • ostringstream的使用

    ostringstream的使用在std中还有个ostringstream这么方便的格式化输出的工具 std::stringgenerate(){ostringstreamosm;osm<<"xxxx"<<1111;returnosm.str();}

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。

关注全栈程序员社区公众号