皮皮网

1.源码上看 .NET 中 StringBuilder 拼接字符串的码分实现
2.StringBuilder为什么线程不安全？
3.stringbuffer与stringbuilder的区别?
4.为什么？为什么StringBuilder是线程不安全的？
5.stringbuffer扩容为什么是2倍+2?

源码上看 .NET 中 StringBuilder 拼接字符串的实现

       StringBuilder在.NET Core中的实现核心在于动态管理字符数组，以此来高效地拼接字符串。码分实际上，码分StringBuilder内部使用字符数组来存储字符串信息，码分这与它的码分动态增长特性相匹配。然而，码分情怀麻将源码购买直接使用固定大小的码分数组存在局限性，因此，码分.NET Core采用了单链表结构来优化拼接效率，码分避免了复制操作带来的码分性能损耗。每个StringBuilder对象都包含一个指向其前一个对象的码分引用，这构成了链表的码分结构。通过这种方式，码分当需要拼接的码分字符串长度超过当前字符数组容量时，可以创建新节点，码分而不必复制数据。网站登陆源码这种方法在频繁进行尾部拼接的场景中表现出较高的效率。此外，StringBuilder还利用了链表的特性，简化了对尾部数据的添加操作，从而提升了操作性能。尽管链表在随机访问方面有其局限性，但在最常见的使用模式下，这种方法仍然有效。总的来说，StringBuilder通过结合字符数组与单链表，实现了高效、灵活的字符串拼接机制。

StringBuilder为什么线程不安全？

       1、为什么输出值跟预期值不一样

       æˆ‘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;

       å†çœ‹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;}

       æˆ‘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，len值为1，两个线程同时执行到了第七行，拿到的count值都是，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，而不是。这就是为什么测试代码输出的值要比小的原因。

       2、为什么会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常。

       æˆ‘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);}

       æ‰©å®¹çš„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);    }

       æ‹·è´æµç¨‹è§ä¸‹å›¾

       å‡è®¾çŽ°åœ¨æœ‰ä¸¤ä¸ªçº¿ç¨‹åŒæ—¶æ‰§è¡Œäº†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。

       è¿™ä¸ªæ—¶å€™çº¿ç¨‹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

       çº¿ç¨‹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。

       è‡³æ­¤ï¼ŒStringBuilder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？

       å½“然是输出啦！

       é‚£ä¹ˆStringBuffer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。

stringbuffer与stringbuilder的区别?

       äºŒè€…的区别主要是在运行速度和线程安全这两方面。

       1、StringBuffer 与 StringBuilder 中的方法和功能完全是等价的

       2、只是StringBuffer 中的方法大都采用了 synchronized å…³é”®å­—进行修饰，因此是线程安全的，而 StringBuilder 没有这个修饰，可以被认为是线程不安全的。

       3、在单线程程序下，StringBuilder效率更快，因为它不需要加锁，不具备多线程安全而StringBuffer则每次都需要判断锁，效率相对更低。

为什么？为什么StringBuilder是线程不安全的？

       在比较 String、StringBuilder 和 StringBuffer 时，提及了 StringBuilder 是江苏论坛小程序源码非线程安全的，那么其原因何在？

       在查看 StringBuilder 或 StringBuffer 的源码后，可以发现 StringBuilder 在 append 操作中并未使用线程同步，而 StringBuffer 在大部分方法中使用了 synchronized 关键字进行方法级别的同步。这种说法是正确的，通过对比源码亦能验证。

       然而，这并未解释为何 StringBuilder 会是线程不安全的，为何需要使用 synchronized 来确保线程安全？以及如果未使用同步会发生什么异常？

       接下来，我们将分别解答以上问题。

       通过示例代码，构建一个 StringBuilder，并创建 个线程，每个线程拼接字符串 "a" 次。理论上，完成线程执行后，mes破解版源码打印的结果应为 ，但多次执行后，打印结果通常少于 ，且存在一定概率出现异常信息。

       StringBuilder 线程不安全的原因在于其内部处理字符串的两个关键成员变量：char 数组 value 和 count。StringBuilder 通过不断扩容和增加 count 来实现字符串的 append 操作。在 append 方法中，count 的 "+= 操作是线程不安全的，可能导致两个线程同时读取到 count 值为 5，执行加 1 操作后，都变为 6，而非预期的 7，导致不期望的结果。

       在异常堆栈信息中，可以发现发生异常的指标源码设置时间限制代码在 AbstractStringBuilder 的 append 方法中。核心操作为将传入的 String 对象复制到 value 中。异常发生的原因是程序试图访问下标为 7 的位置，而此时 value 的实际下标只到 6。这与 count 被错误地少加有关。在执行 str.getChars 方法之前，需根据 count 校验 value 是否已用尽，若已用尽，则进行扩容。append 方法中的对应代码为：

       确保容量内部的具体实现：

       当 count 应为 7 而 value 长度为 6 时，本应触发扩容。但由于并发导致 count 为 6，假设 len 为 1，则传递的 minimumCapacity 为 7，并不会进行扩容操作。这导致后续执行 str.getChars 方法进行复制操作时访问不存在的位置，从而抛出异常。

       在此基础上，我们简单查看了扩容方法中的 newCapacity 方法，核心是将新数组长度扩充为原来的两倍再加 2，作为 Arrays.copyOf 的参数进行扩容。

       通过上述分析，我们真正理解了 StringBuilder 线程不安全的原因。在学习和实践中，不仅应掌握结论，还需理解其底层原理，并学会分析底层原理的方法。

stringbuffer扩容为什么是2倍+2?

       在常规用法中，StringBuffer和StringBuilder在功能上差别不大，主要区别在于StringBuffer具备线程安全性，但效率相对较低，而StringBuilder则线程不安全但效率更高。不过在扩容机制上，两者一致。下面以StringBuffer为例进行深入分析。

       首先，追踪StringBuffer源码，发现它继承自AbstractStringBuilder。这意味着StringBuffer和StringBuilder是“亲兄弟”，拥有共同的抽象父类AbstractStringBuilder。在这个抽象类中，定义了字符串存储的定长字节数组，并在追加字符串时，当长度超过数组长度时，通过数组复制方式实现扩容。

       容量设置上，StringBuffer提供了默认容量和自定义容量的构造方法，即使默认构造方法也会设置初始容量为。在实际开发中，容量不足时，通过append()方法追加字符串触发动态扩容。

       append()方法实际上调用的是AbstractStringBuilder的append()方法，进入内部后，发现关键在于ensureCapacityInternal()方法。该方法确保内部容量足够，通过count+len参数计算追加后字符串总长度，实现动态扩容。

       在ensureCapacityInternal()方法中，首先利用二进制位右移运算计算数组原有容量，考虑到编码方式（默认Latin1或UTF-），判断新字符串长度是否超过原有容量。若超过，则利用Arrays.copyOf()方法复制并创建新数组，将当前数组值赋给新数组，完成扩容。

       newCapacity()方法计算扩容后数组长度，通常在新字符串长度基础上增加一定比例，确保足够容纳新追加的字符串。而新长度计算逻辑通常涉及Math.max()方法，确保不会超出Integer最大值，避免内存溢出异常。

       StringBuffer扩容机制核心如下：若一次追加字符串长度超过当前容量，扩容规则为当前容量*2+2；如果追加长度超出初始容量且按当前容量*2+2扩容后仍不足，直接扩容至与新字符串长度相等；后续追加继续遵循当前容量*2+2规则。扩容为2倍+2的原因是为了减少内存分配次数和内存碎片，提高性能和效率。

       为了验证上述规则，可设计实验案例，观察StringBuffer与StringBuilder的扩容表现。至此，详细解释了StringBuffer扩容机制及其规则，希望能对理解Java中字符串操作有所帮助。