StringBuilder的线程为什么不安全
StringBuffer和StringBuilder的区别在哪里?
StringBuffer是线程安全的,StringBuilder是线程不安全的。
那么StringBuilder不安全在哪里?在想这个问题前,我们要知道StringBuffer和StringBuilder的内部实现和String类是一样的,都是通过一个char数组存储字符串,不同的是String类的char数组是final修饰的,是不可变的;但是StringBuffer和StringBuilder的char数组是可变的。
例子:
多线程操作StringBuilder对象
public class StringBuilderDemo{
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
StringBuilder sBuilder = new StringBuilder();
for(int i=0;i<10;i++){
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run(){
for(int j=0;j<1000;j++){
sBuilder.append("a");
}
}
}).start();
}
Thread.sleep(100);
System.out.println(sBuilder.length());
}
}
运行结果
7346
这段代码创建了10个线程,每个线程循环1000次往StringBuilder对象里append字符,正常情况应输出10000;但是结果是小于预期结果,在实际运行中还可能抛出异常“ArrayIndexOutOfBoundsException”
那么,问题来了,为什么输出值和预期不一样?为什么会抛出异常“ArrayIndexOutOfBoundsException”?
来看第一个问题:
StringBuilder的两个成员变量(这两个变量定义在AbstractStringBuilder里面,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StringBuilder的append()方法
@Override
public StringBuilder append(String str){
super.append(str);
return this;
}
StringBuilder的append()方法调用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;
}
看第8行,count += len; 假设count为10,len值为1,两个线程同时执行到这里,拿到的count值都为10,执行完加法运算后将值赋值给count,结果两个线程执行完后的count值为11,而不是12,这就是输出值比预期值要小的原因。
看第二个问题
回看AbstractStringBuilder的append()方法第6行
ensureCapacityInternal()方法是检查StringBuilder()对象的原char数组的容量能不能装下新的字符串,如果装不下就调用expandCapacity()方法对char数组进行扩容
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity){
if(minimumCapacity - value.length>0)
expandCapacity(minimumCapacity);
}
扩容即是new一个新的char数组,在将原来的数组内容复制到新的数组,最后将指针指向新的char数组
void expandCapacity(int minimunCapacity){
//计算新的容量
int newCapacity = value.length*2+2;
//省略一些检查逻辑
...
value = Array.copyOf(value,newCapacity);
}
Array.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,Mathmin(original.length,newLength));
return copy;
}
AbstractStringBuilder的append()方法第7行,是将String对象的char数组内容拷贝到StringBuilder对象的char数组里面
str.getChars(0,len,value,count);
getChars()方法
public void getChars(int srcBegin,int srcEnd,char dst[],int dstBegin){
//
...
System.arraycopy(value,srcBegin,dst,dstBegin,srcEnd-srcBegin);
}
拷贝流程:
假设现在有两个线程同时执行StringBuilder的append()方法,两个线程都执行完了ensureCapacityInternal()方法,此时count=5
此时线程1的cpu时间片用完了,线程2继续执行,线程2执行完append()方法后变为6
线程1继续执行str,getChars()方法的时候拿到的值是6,执行char数组拷贝的时候就会抛出异常ArrayIndexOutOfBoundsException。
解释完毕!
那么将StringBuilder换成StringBuffer会发生什么呢?
StringBuffer可是个线程安全的StringBuffer,当然是输出10000啦。