StringBuilder为什么线程不安全?
1、为什么输出值跟预期值不一样
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)
//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;
再看StringBuilder的append()方法:
@Overridepublic 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;}
我们先不管代码的第五行和第六行干了什么,直接看第七行,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()方法源码的第五行,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
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?
当然是输出10000啦!
那么StringBuffer用什么手段保证线程安全的?这个问题你点进StringBuffer的append()方法里面就知道了。
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2.编码 既然是测试StringBuilder和StringBuffer的线程安全性,那就分别new一个StringBuilder和...