面试中经常问到的一个问题：

StringBuilder

和

StringBuffer

的区别是什么？
我们非常自信的说出：

StringBuilder

是线程安全的，

StirngBuffer

是线程不安全的
面试官：

StringBuilder

不安全的点在哪儿？
这时候估计就哑巴了。。。

分析

StringBuffer

和

StringBuilder

的实现内部是和

String

内部一样的，都是通过

char[]

数组的方式；不同的是

String

的

char[]

数组是通过

final

关键字修饰的是不可变的，而

StringBuffer

和

StringBuilder

的

char[]

数组是可变的。

首先我们看下边这个例子：

public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10000; i++){
new Thread(() -> {
for (int j = 0; j < 1000; j++){
stringBuilder.append("a");
}
}).start();
}

Thread.sleep(100L);
System.out.println(stringBuilder.length());
}
}

直觉告诉我们输出结果应该是

10000000

，但是实际运行结果并非我们所想。

从上图可以看到输出结果是

9970698

，并非是我们预期的

1000000

，并且还抛出了一个异常

ArrayIndexOutOfBoundsException

{非必现}

为什么输出结果并非预期值？

我们先看一下

StringBuilder

的两个成员变量（这两个成员变量实际上是定义在

AbstractStringBuilder

里面的，

StringBuilder

和

StringBuffer

都继承了

AbstractStringBuilder

）

StringBuilder

的

append

方法

StringBuilder

的

append

方法调用了父类的

append

方法

我们直接看第七行代码，

count += len;

不是一个原子操作，实际执行流程为

• 首先加载

  count

  的值到寄存器
• 在寄存器中执行

  +1

  操作
• 将结果写入内存

假设我们

count

的值时

10

，

len

的值为

1

，两个线程同时执行到了第七行，拿到的值都是

10

，执行完加法运算后将结果赋值给

count

，所以两个线程最终得到的结果都是

11

，而不是

12

，这就是最终结果小雨我们预期结果的原因。

为什么会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常？

我们看回AbstractStringBuilder的追加（）方法源码的第五行，ensureCapacityInternal（）方法是检查StringBuilder的对象的原字符数组的容量能不能盛下新的字符串，如果盛不下就调用expandCapacity（）方法对字符数组进行扩容。

private  void  ensureCapacityInternal（int  minimumCapacity）  {
//溢出意识代码
if  （minimumCapacity  -  value .length>  0）
expandCapacity（minimumCapacity）;
}

扩容的逻辑就是新一个新的字符数组，新的字符数组的容量是原来字符数组的两倍再加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字符数组。

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））;
返回  副本;
}

AbstractStringBuilder的追加（）方法源码的第六行，是将字符串对象里面炭数组里面的内容拷贝到StringBuilder的对象的字符数组里面，代码如下：

str.getChars（0，len，  value，count）;

则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

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

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。

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？

结果肯定是会输出

1000000

，至于

StringBuffer

是通过什么手段实现线程安全的呢？看下源代码就明白了了。。。