zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 为什么StringBuilder是线程不安全的?StringBuffer是线程安全的?

    面试中经常问到的一个问题:StringBuilderStringBuffer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

    StringBufferStringBuilder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Stringchar[]数组是通过final关键字修饰的是不可变的,而StringBufferStringBuilderchar[]数组是可变的。

    首先我们看下边这个例子:

    Copy
    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。

    执行结果

    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,StringBuilderStringBuffer都继承了AbstractStringBuilder

    AbstractStringBuilder.class

    StringBuilderappend方法

    StringBuilder.append(String str)

    StringBuilderappend方法调用了父类的append方法

    AbstractStringBuilder.append(String str)

    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10len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。

    Copy
    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。

    Copy
    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

    Copy
    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:

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

    则GetChars()方法

    Copy
    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.append()执行流程

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

    StringBuilder.append()执行流程2

    这个时候线程1cpu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.append()执行流程3

    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?

    StringBuffer输出结果

    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。。。
    StringBuffer.append()

    作者: Jacian

    出处:https://www.cnblogs.com/Jacian/p/11553320.html

    版权:本站使用「CC BY 4.0」创作共享协议,转载请在文章明显位置注明作者及出处。

  • 相关阅读:
    关于git的文件内容冲突解决
    【C++】 四种强制类型转换(static_cast 与 dynamic_cast 的区别!)
    如何判断一个变量是不是指针
    类型识别
    C++中的异常处理(下)
    C++中的异常处理(中)
    C++中的异常处理(上)
    C语言异常处理
    用Zebra打造Linux下小型路由器
    Linux下PortSentry的配置
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xichji/p/11211193.html
Copyright © 2011-2022 走看看