Java集合系列之五：StringBuilder为什么线程不安全？

引言

其实StringBuilder并不属于集合，但是为了不再新开文章系列，就写在这个文章系列里面。我们在面试的过程中，有时候面试官会稳点Java基础的问题，如HashMap的相关问题等等。我们都知道StringBuilder是线程不安全的，那么如果面试过程中，面试官继续问它为什么是线程不安全的，可能很多人都会卡壳在这个问题上。

• 源码分析
• 总结

一、源码分析

1、append方法分析
如下所示，StringBuilder以及StringBuffer的源码大致如下，它们都继承了AbstractStringBuilder：

public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
{
...
}

 public final class StringBuffer
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
{
...
}

使用的父类的成员变量如下所示：

//存储字符串的数据
char[] value;
//已经使用的字符数组数量
int count;

我么使用StringBuilder以及StringBuffer最常用的就是append方法，如下所示：

//可以追加任意对象
@Override
public StringBuilder append(Object obj) {
        return append(String.valueOf(obj));
    }
//可以追加字符串
@Override
public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }

实际上调用的是父类AbstractStringBuilder的append方法。如下：

 public AbstractStringBuilder append(String str) {
        if (str == null)
            return appendNull();
        int len = str.length();
        ensureCapacityInternal(count + len);
        str.getChars(0, len, value, count);
        //变量数据更新
        count += len;
        return this;
    }

从以上代码可以看出，count += len;并不是原子操作。比如此时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。所以说StringBuilder是线程不安全的。

2、append方法分析
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Arrays.copyOf方法对char数组进行扩容。

 private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
        // overflow-conscious code
        if (minimumCapacity - value.length > 0) {
            value = Arrays.copyOf(value,
                    newCapacity(minimumCapacity));
        }
    }

 public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
        char[] copy = new char[newLength];
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                         Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }

public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst[], int dstBegin) {
        if (srcBegin < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcBegin);
        }
        if (srcEnd > value.length) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd);
        }
        if (srcBegin > srcEnd) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd - srcBegin);
        }
        System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
    }

二、总结

JDK源码中存在一些线程不安全的操作，其实都是因为没有对应的同步操作来保证原子操作。所以我们可以通过此来进行分析，同时可以进行适当的优化和改进。