這篇文章主要介紹了淺談Java StringBuilder爲什麼線程不安全，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨着小編來一起學習學習吧
引言
面試官：StringBuilder和StringBuffer的區別在哪？
我：StringBuilder不是線程安全的，StringBuffer是線程安全的
面試官：那StringBuilder不安全的點在哪兒？
我：。。。（啞巴了）
在這之前我只記住了StringBuilder不是線程安全的，StringBuffer是線程安全的這個結論，至於StringBuilder爲什麼不安全從來沒有去想過。
分析
在分析這個問題之前我們要知道StringBuilder和StringBuffer的內部實現跟String類一樣，都是通過一個char數組存儲字符串的，不同的是String類裏面的char數組是final修飾的，是不可變的，而StringBuilder和StringBuffer的char數組是可變的。
首先通過一段代碼去看一下多線程操作StringBuilder對象會出現什麼問題
public class StringBuilderDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10; i++){
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int j = 0; j < 1000; j++){
stringBuilder.append("a");
}
}
}).start();
}
Thread.sleep(100);
System.out.println(stringBuilder.length());
}
}
我們能看到這段代碼創建了10個線程，每個線程循環1000次往StringBuilder對象裏面append字符。正常情況下代碼應該輸出10000，但是實際運行會輸出什麼呢？
我們看到輸出了“9326”，小於預期的10000，並且還拋出了一個ArrayIndexOutOfBoundsException異常（異常不是必現）。
1、爲什麼輸出值跟預期值不一樣
我們先看一下StringBuilder的兩個成員變量（這兩個成員變量實際上是定義在AbstractStringBuilder裏面的，StringBuilder和StringBuffer都繼承了AbstractStringBuilder）
//存儲字符串的具體內容 char[] value; //已經使用的字符數組的數量 int count;
再看StringBuilder的append()方法：
@Override
public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this;
}
StringBuilder的append()方法調用的父類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;
}
我們先不管代碼的第五行和第六行幹了什麼，直接看第七行，count += len不是一個原子操作。假設這個時候count值爲10，len值爲1，兩個線程同時執行到了第七行，拿到的count值都是10，執行完加法運算後將結果賦值給count，所以兩個線程執行完後count值爲11，而不是12。這就是爲什麼測試代碼輸出的值要比10000小的原因。
2、爲什麼會拋出ArrayIndexOutOfBoundsException異常。
我們看回AbstractStringBuilder的append()方法源碼的第五行，ensureCapacityInternal()方法是檢查StringBuilder對象的原char數組的容量能不能盛下新的字符串，如果盛不下就調用expandCapacity()方法對char數組進行擴容。
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minimumCapacity - value.length > 0)
expandCapacity(minimumCapacity);
}
擴容的邏輯就是new一個新的char數組，新的char數組的容量是原來char數組的兩倍再加2，再通過System.arryCopy()函數將原數組的內容複製到新數組，最後將指針指向新的char數組。
void expandCapacity(int minimumCapacity) {
//計算新的容量
int newCapacity = value.length * 2 + 2;
//中間省略了一些檢查邏輯
...
value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
}
Arrys.copyOf()方法
public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
char[] copy = new char[newLength];
//拷貝數組
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
AbstractStringBuilder的append()方法源碼的第六行，是將String對象裏面char數組裏面的內容拷貝到StringBuilder對象的char數組裏面，代碼如下：
str.getChars(0, len, value, count);
getChars()方法
public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst[], int dstBegin) {
//中間省略了一些檢查
...
System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
}
拷貝流程見下圖
假設現在有兩個線程同時執行了StringBuilder的append()方法，兩個線程都執行完了第五行的ensureCapacityInternal()方法，此刻count=5。
這個時候線程1的cpu時間片用完了，線程2繼續執行。線程2執行完整個append()方法後count變成6了
線程1繼續執行第六行的str.getChars()方法的時候拿到的count值就是6了，執行char數組拷貝的時候就會拋出ArrayIndexOutOfBoundsException異常。
至此，StringBuilder爲什麼不安全已經分析完了。如果我們將測試代碼的StringBuilder對象換成StringBuffer對象會輸出什麼呢？
當然是輸出10000啦！
那麼StringBuffer用什麼手段保證線程安全的？這個問題你點進StringBuffer的append()方法裏面就知道了。
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持神馬文庫。