深入学习java源码之StringBuffer.append()与 StringBuffer.substring()

深入学习java源码之StringBuffer.append()与 StringBuffer.substring()

java中线程运行模型

当线程进入到synchronized方法或者synchronized代码块时，线程切换到的是BLOCKED状态，而使用java.util.concurrent.locks下lock进行加锁的时候线程切换的是WAITING或者TIMED_WAITING状态，因为lock会调用LockSupport的方法。

多线程编程中最难以把握的就是临界区线程安全问题，稍微不注意就会出现死锁的情况，一旦产生死锁就会造成系统功能不可用。

在上面的这个demo中，开启了两个线程threadA, threadB,其中threadA占用了resource_a, 并等待被threadB释放的resource _b。threadB占用了resource _b正在等待被threadA释放的resource _a。因此threadA,threadB出现线程安全的问题，形成死锁。

通常可以用如下方式避免死锁的情况：

1. 避免一个线程同时获得多个锁；
2. 避免一个线程在锁内部占有多个资源，尽量保证每个锁只占用一个资源；
3. 尝试使用定时锁，使用lock.tryLock(timeOut)，当超时等待时当前线程不会阻塞；
4. 对于数据库锁，加锁和解锁必须在一个数据库连接里，否则会出现解锁失败的情况

在多线程下代码执行的结果与预期正确的结果不一致，该代码就是线程不安全的，否则则是线程安全的。

开启了10个线程，每个线程都累加了1000000次，如果结果正确的话自然而然总数就应该是10 * 1000000 = 10000000。可就运行多次结果都不是这个数，而且每次运行结果都不一样。

出现线程安全的问题一般是因为主内存和工作内存数据不一致性和重排序导致的，而解决线程安全的问题最重要的就是理解这两种问题是怎么来的，那么，理解它们的核心在于理解java内存模型（JMM）。

在多线程条件下，多个线程肯定会相互协作完成一件事情，一般来说就会涉及到多个线程间相互通信告知彼此的状态以及当前的执行结果等，另外，为了性能优化，还会涉及到编译器指令重排序和处理器指令重排序。

在并发编程中主要需要解决两个问题：1. 线程之间如何通信；2.线程之间如何完成同步（这里的线程指的是并发执行的活动实体）。通信是指线程之间以何种机制来交换信息，主要有两种：共享内存和消息传递。这里，可以分别类比上面的两个举例。java内存模型是共享内存的并发模型，线程之间主要通过读-写共享变量来完成隐式通信。如果程序员不能理解Java的共享内存模型在编写并发程序时一定会遇到各种各样关于内存可见性的问题。

哪些是共享变量

在java程序中所有实例域，静态域和数组元素都是放在堆内存中（所有线程均可访问到，是可以共享的），而局部变量，方法定义参数和异常处理器参数不会在线程间共享。共享数据会出现线程安全的问题，而非共享数据不会出现线程安全的问题。

JMM抽象结构模型

我们知道CPU的处理速度和主存的读写速度不是一个量级的，为了平衡这种巨大的差距，每个CPU都会有缓存。因此，共享变量会先放在主存中，每个线程都有属于自己的工作内存，并且会把位于主存中的共享变量拷贝到自己的工作内存，之后的读写操作均使用位于工作内存的变量副本，并在某个时刻将工作内存的变量副本写回到主存中去。JMM就从抽象层次定义了这种方式，并且JMM决定了一个线程对共享变量的写入何时对其他线程是可见的。

如图为JMM抽象示意图，线程A和线程B之间要完成通信的话，要经历如下两步：

1. 线程A从主内存中将共享变量读入线程A的工作内存后并进行操作，之后将数据重新写回到主内存中；
2. 线程B从主存中读取最新的共享变量

从横向去看看，线程A和线程B就好像通过共享变量在进行隐式通信。这其中有很有意思的问题，如果线程A更新后数据并没有及时写回到主存，而此时线程B读到的是过期的数据，这就出现了“脏读”现象。可以通过同步机制（控制不同线程间操作发生的相对顺序）来解决或者通过volatile关键字使得每次volatile变量都能够强制刷新到主存，从而对每个线程都是可见的。

 重排序
一个好的内存模型实际上会放松对处理器和编译器规则的束缚，也就是说软件技术和硬件技术都为同一个目标而进行奋斗：在不改变程序执行结果的前提下，尽可能提高并行度。JMM对底层尽量减少约束，使其能够发挥自身优势。因此，在执行程序时，为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令进行重排序。

数据依赖性

double pi = 3.14 //A

double r = 1.0 //B

double area = pi * r * r //C

这是一个计算圆面积的代码，由于A,B之间没有任何关系，对最终结果也不会存在关系，它们之间执行顺序可以重排序。因此可以执行顺序可以是A->B->C或者B->A->C执行最终结果都是3.14，即A和B之间没有数据依赖性。具体的定义为：如果两个操作访问同一个变量，且这两个操作有一个为写操作，此时这两个操作就存在数据依赖性这里就存在三种情况：1. 读后写；2.写后写；3. 写后读，者三种操作都是存在数据依赖性的，如果重排序会对最终执行结果会存在影响。编译器和处理器在重排序时，会遵守数据依赖性，编译器和处理器不会改变存在数据依赖性关系的两个操作的执行顺序

as-if-serial语义

as-if-serial语义的意思是：不管怎么重排序（编译器和处理器为了提供并行度），（单线程）程序的执行结果不能被改变。编译器，runtime和处理器都必须遵守as-if-serial语义。as-if-serial语义把单线程程序保护了起来，遵守as-if-serial语义的编译器，runtime和处理器共同为编写单线程程序的程序员创建了一个幻觉：单线程程序是按程序的顺序来执行的。比如上面计算圆面积的代码，在单线程中，会让人感觉代码是一行一行顺序执行上，实际上A,B两行不存在数据依赖性可能会进行重排序，即A，B不是顺序执行的。as-if-serial语义使程序员不必担心单线程中重排序的问题干扰他们，也无需担心内存可见性问题。

happens-before规则
JMM为程序员在上层提供了六条规则，这样我们就可以根据规则去推论跨线程的内存可见性问题，而不用再去理解底层重排序的规则。

happens-before定义

JSR-133使用happens-before的概念来指定两个操作之间的执行顺序。由于这两个操作可以在一个线程之内，也可以是在不同线程之间。因此，JMM可以通过happens-before关系向程序员提供跨线程的内存可见性保证（如果A线程的写操作a与B线程的读操作b之间存在happens-before关系，尽管a操作和b操作在不同的线程中执行，但JMM向程序员保证a操作将对b操作可见）。具体的定义为：

1）如果一个操作happens-before另一个操作，那么第一个操作的执行结果将对第二个操作可见，而且第一个操作的执行顺序排在第二个操作之前。

2）两个操作之间存在happens-before关系，并不意味着Java平台的具体实现必须要按照happens-before关系指定的顺序来执行。如果重排序之后的执行结果，与按happens-before关系来执行的结果一致，那么这种重排序并不非法（也就是说，JMM允许这种重排序）。

上面的1）是JMM对程序员的承诺。从程序员的角度来说，可以这样理解happens-before关系：如果A happens-before B，那么Java内存模型将向程序员保证——A操作的结果将对B可见，且A的执行顺序排在B之前。注意，这只是Java内存模型向程序员做出的保证！

上面的2）是JMM对编译器和处理器重排序的约束原则。正如前面所言，JMM其实是在遵循一个基本原则：只要不改变程序的执行结果（指的是单线程程序和正确同步的多线程程序），编译器和处理器怎么优化都行。JMM这么做的原因是：程序员对于这两个操作是否真的被重排序并不关心，程序员关心的是程序执行时的语义不能被改变（即执行结果不能被改变）。因此，happens-before关系本质上和as-if-serial语义是一回事。

• as-if-serial语义保证单线程内程序的执行结果不被改变，happens-before关系保证正确同步的多线程程序的执行结果不被改变。
• as-if-serial语义给编写单线程程序的程序员创造了一个幻境：单线程程序是按程序的顺序来执行的。happens-before关系给编写正确同步的多线程程序的程序员创造了一个幻境：正确同步的多线程程序是按happens-before指定的顺序来执行的。
• as-if-serial语义和happens-before这么做的目的，都是为了在不改变程序执行结果的前提下，尽可能地提高程序执行的并行度。

六项规则：

1. 程序顺序规则：一个线程中的每个操作，happens-before于该线程中的任意后续操作。
2. 监视器锁规则：对一个锁的解锁，happens-before于随后对这个锁的加锁。
3. volatile变量规则：对一个volatile域的写，happens-before于任意后续对这个volatile域的读。
4. 传递性：如果A happens-before B，且B happens-before C，那么A happens-before C。
5. start()规则：如果线程A执行操作ThreadB.start()（启动线程B），那么A线程的ThreadB.start()操作happens-before于线程B中的任意操作。
6. join()规则：如果线程A执行操作ThreadB.join()并成功返回，那么线程B中的任意操作happens-before于线程A从ThreadB.join()操作成功返回。
7. 程序中断规则：对线程interrupted()方法的调用先行于被中断线程的代码检测到中断时间的发生。
8. 对象finalize规则：一个对象的初始化完成（构造函数执行结束）先行于发生它的finalize()方法的开始。

依旧以上面计算圆面积的进行描述。利用程序顺序规则（规则1）存在三个happens-before关系：1. A happens-before B；2. B happens-before C;3. A happens-before C。这里的第三个关系是利用传递性进行推论的。A happens-before B,定义1要求A执行结果对B可见，并且A操作的执行顺序在B操作之前，但与此同时利用定义中的第二条，A,B操作彼此不存在数据依赖性，两个操作的执行顺序对最终结果都不会产生影响，在不改变最终结果的前提下，允许A，B两个操作重排序，即happens-before关系并不代表了最终的执行顺序。

DCL（双重检验锁），这就是需要禁止重排序，另外，在多线程下原子操作例如i++不加以注意的也容易出现线程安全的问题。但总的来说，在多线程开发时需要从原子性，有序性，可见性三个方面进行考虑。

synchronized关键字

线程运行时拥有自己的栈空间，会在自己的栈空间运行，如果多线程间没有共享的数据也就是说多线程间并没有协作完成一件事情，那么，多线程就不能发挥优势，不能带来巨大的价值。那么共享数据的线程安全问题怎样处理？很自然而然的想法就是每一个线程依次去读写这个共享变量，这样就不会有任何数据安全的问题，因为每个线程所操作的都是当前最新的版本数据。那么，在java关键字synchronized就具有使每个线程依次排队操作共享变量的功能。很显然，这种同步机制效率很低，但synchronized是其他并发容器实现的基础

在java代码中使用synchronized可是使用在代码块和方法中，根据Synchronized用的位置可以有这些使用场景：

如图，synchronized可以用在方法上也可以使用在代码块中，其中方法是实例方法和静态方法分别锁的是该类的实例对象和该类的对象。而使用在代码块中也可以分为三种，具体的可以看上面的表格。这里的需要注意的是：如果锁的是类对象的话，尽管new多个实例对象，但他们仍然是属于同一个类依然会被锁住，即线程之间保证同步关系。

对象锁（monitor）机制

现在我们来看看synchronized的具体底层实现。先写一个简单的demo:

public class SynchronizedDemo {
    public static void main(String[] args) {
        synchronized (SynchronizedDemo.class) {
        }
        method();
    }

    private static void method() {
    }
}

上面的代码中有一个同步代码块，锁住的是类对象，并且还有一个同步静态方法，锁住的依然是该类的类对象。编译之后，切换到SynchronizedDemo.class的同级目录之后，然后用javap -v SynchronizedDemo.class查看字节码文件：

如图，上面用黄色高亮的部分就是需要注意的部分了，这也是添Synchronized关键字之后独有的。执行同步代码块后首先要先执行monitorenter指令，退出的时候monitorexit指令。通过分析之后可以看出，使用Synchronized进行同步，其关键就是必须要对对象的监视器monitor进行获取，当线程获取monitor后才能继续往下执行，否则就只能等待。而这个获取的过程是互斥的，即同一时刻只有一个线程能够获取到monitor。上面的demo中在执行完同步代码块之后紧接着再会去执行一个静态同步方法，而这个方法锁的对象依然就这个类对象，那么这个正在执行的线程还需要获取该锁吗？答案是不必的，从上图中就可以看出来，执行静态同步方法的时候就只有一条monitorexit指令，并没有monitorenter获取锁的指令。这就是锁的重入性，即在同一锁程中，线程不需要再次获取同一把锁。Synchronized先天具有重入性。每个对象拥有一个计数器，当线程获取该对象锁后，计数器就会加一，释放锁后就会将计数器减一。

任意一个对象都拥有自己的监视器，当这个对象由同步块或者这个对象的同步方法调用时，执行方法的线程必须先获取该对象的监视器才能进入同步块和同步方法，如果没有获取到监视器的线程将会被阻塞在同步块和同步方法的入口处，进入到BLOCKED状态

下图表现了对象，对象监视器，同步队列以及执行线程状态之间的关系：

任意线程对Object的访问，首先要获得Object的监视器，如果获取失败，该线程就进入同步状态，线程状态变为BLOCKED，当Object的监视器占有者释放后，在同步队列中得线程就会有机会重新获取该监视器。

Synchronized的happens-before规则，即监视器锁规则：对同一个监视器的解锁，happens-before于对该监视器的加锁。继续来看代码：

public class MonitorDemo {
    private int a = 0;

    public synchronized void writer() {     // 1
        a++;                                // 2
    }                                       // 3

    public synchronized void reader() {    // 4
        int i = a;                         // 5
    }                                      // 6
}

在图中每一个箭头连接的两个节点就代表之间的happens-before关系，黑色的是通过程序顺序规则推导出来，红色的为监视器锁规则推导而出：线程A释放锁happens-before线程B加锁，蓝色的则是通过程序顺序规则和监视器锁规则推测出来happens-befor关系，通过传递性规则进一步推导的happens-before关系。

线程A写共享变量

线程B读共享变量

从整体上来看，线程A的执行结果（a=1）对线程B是可见的，实现原理为：释放锁的时候会将值刷新到主内存中，其他线程获取锁时会强制从主内存中获取最新的值。另外也验证了2 happens-before 5，2的执行结果对5是可见的。

从横向来看，这就像线程A通过主内存中的共享变量和线程B进行通信，A 告诉 B 我们俩的共享数据现在为1啦，这种线程间的通信机制正好吻合java的内存模型正好是共享内存的并发模型结构。

CAS的应用场景

在J.U.C包中利用CAS实现类有很多，可以说是支撑起整个concurrency包的实现，在Lock实现中会有CAS改变state变量，在atomic包中的实现类也几乎都是用CAS实现

CAS的问题

1. ABA问题
因为CAS会检查旧值有没有变化，这里存在这样一个有意思的问题。比如一个旧值A变为了成B，然后再变成A，刚好在做CAS时检查发现旧值并没有变化依然为A，但是实际上的确发生了变化。解决方案可以沿袭数据库中常用的乐观锁方式，添加一个版本号可以解决。原来的变化路径A->B->A就变成了1A->2B->3C。java这么优秀的语言，当然在java 1.5后的atomic包中提供了AtomicStampedReference来解决ABA问题，解决思路就是这样的。

2. 自旋时间过长

使用CAS时非阻塞同步，也就是说不会将线程挂起，会自旋（无非就是一个死循环）进行下一次尝试，如果这里自旋时间过长对性能是很大的消耗。如果JVM能支持处理器提供的pause指令，那么在效率上会有一定的提升。

3. 只能保证一个共享变量的原子操作

当对一个共享变量执行操作时CAS能保证其原子性，如果对多个共享变量进行操作,CAS就不能保证其原子性。有一个解决方案是利用对象整合多个共享变量，即一个类中的成员变量就是这几个共享变量。然后将这个对象做CAS操作就可以保证其原子性。atomic中提供了AtomicReference来保证引用对象之间的原子性。

Java对象头

在同步的时候是获取对象的monitor,即获取到对象的锁。那么对象的锁怎么理解？无非就是类似对对象的一个标志，那么这个标志就是存放在Java对象的对象头。Java对象头里的Mark Word里默认的存放的对象的Hashcode,分代年龄和锁标记位。32为JVM Mark Word默认存储结构为

Java SE 1.6中，锁一共有4种状态，级别从低到高依次是：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态，这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级，意味着偏向锁升级成轻量级锁后不能降级成偏向锁。这种锁升级却不能降级的策略，目的是为了提高获得锁和释放锁的效率。对象的MarkWord变化为下图：

偏向锁

大多数情况下，锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得，为了让线程获得锁的代价更低而引入了偏向锁。

当一个线程访问同步块并获取锁时，会在对象头和栈帧中的锁记录里存储锁偏向的线程ID，以后该线程在进入和退出同步块时不需要进行CAS操作来加锁和解锁，只需简单地测试一下对象头的Mark Word里是否存储着指向当前线程的偏向锁。如果测试成功，表示线程已经获得了锁。如果测试失败，则需要再测试一下Mark Word中偏向锁的标识是否设置成1（表示当前是偏向锁）：如果没有设置，则使用CAS竞争锁；如果设置了，则尝试使用CAS将对象头的偏向锁指向当前线程

偏向锁使用了一种等到竞争出现才释放锁的机制，所以当其他线程尝试竞争偏向锁时，持有偏向锁的线程才会释放锁。
 

下图线程1展示了偏向锁获取的过程，线程2展示了偏向锁撤销的过程。

偏向锁在Java 6和Java 7里是默认启用的，但是它在应用程序启动几秒钟之后才激活，如有必要可以使用JVM参数来关闭延迟：-XX:BiasedLockingStartupDelay=0。如果你确定应用程序里所有的锁通常情况下处于竞争状态，可以通过JVM参数关闭偏向锁：-XX:-UseBiasedLocking=false，那么程序默认会进入轻量级锁状态

各种锁的比较

public class SynchronizedDemo implements Runnable {
    private static int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread thread = new Thread(new SynchronizedDemo());
            thread.start();
        }
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("result: " + count);
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (SynchronizedDemo.class) {
            for (int i = 0; i < 1000000; i++)
                count++;
        }
    }
}

开启十个线程，每个线程在原值上累加1000000次，最终正确的结果为10X1000000=10000000，这里能够计算出正确的结果是因为在做累加操作时使用了同步代码块，这样就能保证每个线程所获得共享变量的值都是当前最新的值，如果不使用同步的话，就可能会出现A线程累加后，而B线程做累加操作有可能是使用原来的就值，即“脏值”。这样，就导致最终的计算结果不是正确的。而使用Syncnized就可能保证内存可见性，保证每个线程都是操作的最新值。

Modifier and Type	Method and Description
StringBuffer	append(boolean b) 将 boolean参数的字符串表示附加到序列中。
StringBuffer	append(char c) 将 char参数的字符串表示附加到此序列。
StringBuffer	append(char[] str) 将 char数组参数的字符串表示附加到此序列。
StringBuffer	append(char[] str, int offset, int len) 将 char数组参数的子阵列的字符串表示附加到此序列。
StringBuffer	append(CharSequence s) 追加指定的 CharSequence到这个序列。
StringBuffer	append(CharSequence s, int start, int end) 追加指定的序列 CharSequence到这个序列。
StringBuffer	append(double d) 将 double参数的字符串表示附加到此序列。
StringBuffer	append(float f) 将 float参数的字符串表示附加到此序列。
StringBuffer	append(int i) 将 int参数的字符串表示附加到此序列。
StringBuffer	append(long lng) 将 long参数的字符串表示附加到此序列。
StringBuffer	append(Object obj) 追加 Object参数的字符串表示。
StringBuffer	append(String str) 将指定的字符串附加到此字符序列。
StringBuffer	append(StringBuffer sb) 将指定 StringBuffer这个序列。
StringBuffer	appendCodePoint(int codePoint) 将 codePoint参数的字符串表示法附加到此序列。
int	capacity() 返回当前容量。
char	charAt(int index) 返回 char在指定索引在这个序列值。
int	codePointAt(int index) 返回指定索引处的字符（Unicode代码点）。
int	codePointBefore(int index) 返回指定索引之前的字符（Unicode代码点）。
int	codePointCount(int beginIndex, int endIndex) 返回此序列指定文本范围内的Unicode代码点数。
StringBuffer	delete(int start, int end) 删除此序列的子字符串中的字符。
StringBuffer	deleteCharAt(int index) 删除 char在这个序列中的指定位置。
void	ensureCapacity(int minimumCapacity) 确保容量至少等于规定的最小值。
void	getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst, int dstBegin) 字符从该序列复制到目标字符数组 dst 。
int	indexOf(String str) 返回指定子字符串第一次出现的字符串内的索引。
int	indexOf(String str, int fromIndex) 返回指定子串的第一次出现的字符串中的索引，从指定的索引开始。
StringBuffer	insert(int offset, boolean b) 在此序列中插入 boolean参数的字符串表示形式。
StringBuffer	insert(int offset, char c) 在此序列中插入 char参数的字符串表示形式。
StringBuffer	insert(int offset, char[] str) 在此序列中插入 char数组参数的字符串表示形式。
StringBuffer	insert(int index, char[] str, int offset, int len) 在此序列中插入 str数组参数的子阵列的字符串表示形式。
StringBuffer	insert(int dstOffset, CharSequence s) 将指定的 CharSequence这个序列。
StringBuffer	insert(int dstOffset, CharSequence s, int start, int end) 将指定的子序列 CharSequence这个序列。
StringBuffer	insert(int offset, double d) 在此序列中插入 double参数的字符串表示形式。
StringBuffer	insert(int offset, float f) 在此序列中插入 float参数的字符串表示形式。
StringBuffer	insert(int offset, int i) 将第二个 int参数的字符串表示插入到此序列中。
StringBuffer	insert(int offset, long l) 在此序列中插入 long参数的字符串表示形式。
StringBuffer	insert(int offset, Object obj) 将 Object参数的字符串表示插入到此字符序列中。
StringBuffer	insert(int offset, String str) 将字符串插入到此字符序列中。
int	lastIndexOf(String str) 返回指定子字符串最右边出现的字符串内的索引。
int	lastIndexOf(String str, int fromIndex) 返回指定子字符串最后一次出现的字符串中的索引。
int	length() 返回长度（字符数）。
int	offsetByCodePoints(int index, int codePointOffset) 返回此序列中与 index （ codePointOffset代码点偏移的索引。
StringBuffer	replace(int start, int end, String str) 用指定的String中的字符替换此序列的子字符串中的 String 。
StringBuffer	reverse() 导致该字符序列被序列的相反代替。
void	setCharAt(int index, char ch) 指定索引处的字符设置为 ch 。
void	setLength(int newLength) 设置字符序列的长度。
CharSequence	subSequence(int start, int end) 返回一个新的字符序列，该序列是该序列的子序列。
String	substring(int start) 返回一个新的 String ，其中包含此字符序列中当前包含的字符的子序列。
String	substring(int start, int end) 返回一个新的 String ，其中包含此序列中当前包含的字符的子序列。
String	toString() 返回表示此顺序中的数据的字符串。
void	trimToSize() 尝试减少用于字符序列的存储。

java源码

package java.lang;

import java.util.Arrays;

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

    private transient char[] toStringCache;

    /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
    static final long serialVersionUID = 3388685877147921107L;

    public StringBuffer() {
        super(16);
    }

    public StringBuffer(int capacity) {
        super(capacity);
    }

    public StringBuffer(String str) {
        super(str.length() + 16);
        append(str);
    }

    public StringBuffer(CharSequence seq) {
        this(seq.length() + 16);
        append(seq);
    }

    @Override
    public synchronized int length() {
        return count;
    }

    @Override
    public synchronized int capacity() {
        return value.length;
    }


    @Override
    public synchronized void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
        if (minimumCapacity > value.length) {
            expandCapacity(minimumCapacity);
        }
    }

    @Override
    public synchronized void trimToSize() {
        super.trimToSize();
    }

    @Override
    public synchronized void setLength(int newLength) {
        toStringCache = null;
        super.setLength(newLength);
    }
	
    @Override
    public synchronized char charAt(int index) {
        if ((index < 0) || (index >= count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        return value[index];
    }

    /**
     * @since      1.5
     */
    @Override
    public synchronized int codePointAt(int index) {
        return super.codePointAt(index);
    }

    @Override
    public synchronized int codePointBefore(int index) {
        return super.codePointBefore(index);
    }


    @Override
    public synchronized int codePointCount(int beginIndex, int endIndex) {
        return super.codePointCount(beginIndex, endIndex);
    }


    @Override
    public synchronized int offsetByCodePoints(int index, int codePointOffset) {
        return super.offsetByCodePoints(index, codePointOffset);
    }

    @Override
    public synchronized void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst,
                                      int dstBegin)
    {
        super.getChars(srcBegin, srcEnd, dst, dstBegin);
    }

    @Override
    public synchronized void setCharAt(int index, char ch) {
        if ((index < 0) || (index >= count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        toStringCache = null;
        value[index] = ch;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(Object obj) {
        toStringCache = null;
        super.append(String.valueOf(obj));
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(String str) {
        toStringCache = null;
        super.append(str);
        return this;
    }

    public synchronized StringBuffer append(StringBuffer sb) {
        toStringCache = null;
        super.append(sb);
        return this;
    }

    @Override
    synchronized StringBuffer append(AbstractStringBuilder asb) {
        toStringCache = null;
        super.append(asb);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(CharSequence s) {
        toStringCache = null;
        super.append(s);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(CharSequence s, int start, int end)
    {
        toStringCache = null;
        super.append(s, start, end);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(char[] str) {
        toStringCache = null;
        super.append(str);
        return this;
    }

    /**
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    @Override
    public synchronized StringBuffer append(char[] str, int offset, int len) {
        toStringCache = null;
        super.append(str, offset, len);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(boolean b) {
        toStringCache = null;
        super.append(b);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(char c) {
        toStringCache = null;
        super.append(c);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(int i) {
        toStringCache = null;
        super.append(i);
        return this;
    }

    /**
     * @since 1.5
     */
    @Override
    public synchronized StringBuffer appendCodePoint(int codePoint) {
        toStringCache = null;
        super.appendCodePoint(codePoint);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(long lng) {
        toStringCache = null;
        super.append(lng);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(float f) {
        toStringCache = null;
        super.append(f);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(double d) {
        toStringCache = null;
        super.append(d);
        return this;
    }


    @Override
    public synchronized StringBuffer delete(int start, int end) {
        toStringCache = null;
        super.delete(start, end);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer deleteCharAt(int index) {
        toStringCache = null;
        super.deleteCharAt(index);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer replace(int start, int end, String str) {
        toStringCache = null;
        super.replace(start, end, str);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized String substring(int start) {
        return substring(start, count);
    }

    @Override
    public synchronized CharSequence subSequence(int start, int end) {
        return super.substring(start, end);
    }

    @Override
    public synchronized String substring(int start, int end) {
        return super.substring(start, end);
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int index, char[] str, int offset,
                                            int len)
    {
        toStringCache = null;
        super.insert(index, str, offset, len);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int offset, Object obj) {
        toStringCache = null;
        super.insert(offset, String.valueOf(obj));
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int offset, String str) {
        toStringCache = null;
        super.insert(offset, str);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int offset, char[] str) {
        toStringCache = null;
        super.insert(offset, str);
        return this;
    }

    @Override
    public StringBuffer insert(int dstOffset, CharSequence s) {
        // Note, synchronization achieved via invocations of other StringBuffer methods
        // after narrowing of s to specific type
        // Ditto for toStringCache clearing
        super.insert(dstOffset, s);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int dstOffset, CharSequence s,
            int start, int end)
    {
        toStringCache = null;
        super.insert(dstOffset, s, start, end);
        return this;
    }

    @Override
    public  StringBuffer insert(int offset, boolean b) {
        super.insert(offset, b);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int offset, char c) {
        toStringCache = null;
        super.insert(offset, c);
        return this;
    }

    @Override
    public StringBuffer insert(int offset, int i) {
        super.insert(offset, i);
        return this;
    }

    @Override
    public StringBuffer insert(int offset, long l) {
        // Note, synchronization achieved via invocation of StringBuffer insert(int, String)
        // after conversion of l to String by super class method
        // Ditto for toStringCache clearing
        super.insert(offset, l);
        return this;
    }

    @Override
    public StringBuffer insert(int offset, float f) {
        // Note, synchronization achieved via invocation of StringBuffer insert(int, String)
        // after conversion of f to String by super class method
        // Ditto for toStringCache clearing
        super.insert(offset, f);
        return this;
    }

    @Override
    public StringBuffer insert(int offset, double d) {
        super.insert(offset, d);
        return this;
    }

    @Override
    public int indexOf(String str) {
        // Note, synchronization achieved via invocations of other StringBuffer methods
        return super.indexOf(str);
    }

    @Override
    public synchronized int indexOf(String str, int fromIndex) {
        return super.indexOf(str, fromIndex);
    }


    @Override
    public int lastIndexOf(String str) {
        // Note, synchronization achieved via invocations of other StringBuffer methods
        return lastIndexOf(str, count);
    }


    @Override
    public synchronized int lastIndexOf(String str, int fromIndex) {
        return super.lastIndexOf(str, fromIndex);
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer reverse() {
        toStringCache = null;
        super.reverse();
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized String toString() {
        if (toStringCache == null) {
            toStringCache = Arrays.copyOfRange(value, 0, count);
        }
        return new String(toStringCache, true);
    }

    private static final java.io.ObjectStreamField[] serialPersistentFields =
    {
        new java.io.ObjectStreamField("value", char[].class),
        new java.io.ObjectStreamField("count", Integer.TYPE),
        new java.io.ObjectStreamField("shared", Boolean.TYPE),
    };

    private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException {
        java.io.ObjectOutputStream.PutField fields = s.putFields();
        fields.put("value", value);
        fields.put("count", count);
        fields.put("shared", false);
        s.writeFields();
    }

    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        java.io.ObjectInputStream.GetField fields = s.readFields();
        value = (char[])fields.get("value", null);
        count = fields.get("count", 0);
    }
}

package java.lang;

import sun.misc.FloatingDecimal;
import java.util.Arrays;

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {

    char[] value;
	
    int count;	
	
    AbstractStringBuilder() {
    }

    AbstractStringBuilder(int capacity) {
        value = new char[capacity];
    }

    @Override
    public int length() {
        return count;
    }

    public int capacity() {
        return value.length;
    }

    private int newCapacity(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
        if (newCapacity - minCapacity < 0) {
            newCapacity = minCapacity;
        }
        return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
            ? hugeCapacity(minCapacity)
            : newCapacity;
    }	
	
    private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
        // overflow-conscious code
        if (minimumCapacity - value.length > 0) {
            value = Arrays.copyOf(value,
                    newCapacity(minimumCapacity));
        }
    }	

    public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst, int dstBegin)
    {
        if (srcBegin < 0)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcBegin);
        if ((srcEnd < 0) || (srcEnd > count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd);
        if (srcBegin > srcEnd)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException("srcBegin > srcEnd");
        System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(Object obj) {
        return append(String.valueOf(obj));
    }

    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;
    }

    public AbstractStringBuilder append(StringBuffer sb) {
        if (sb == null)
            return appendNull();
        int len = sb.length();
        ensureCapacityInternal(count + len);
        sb.getChars(0, len, value, count);
        count += len;
        return this;
    }

    AbstractStringBuilder append(AbstractStringBuilder asb) {
        if (asb == null)
            return appendNull();
        int len = asb.length();
        ensureCapacityInternal(count + len);
        asb.getChars(0, len, value, count);
        count += len;
        return this;
    }

    public AbstractStringBuilder append(CharSequence s) {
        if (s == null)
            return appendNull();
        if (s instanceof String)
            return this.append((String)s);
        if (s instanceof AbstractStringBuilder)
            return this.append((AbstractStringBuilder)s);

        return this.append(s, 0, s.length());
    }

    private AbstractStringBuilder appendNull() {
        int c = count;
        ensureCapacityInternal(c + 4);
        final char[] value = this.value;
        value[c++] = 'n';
        value[c++] = 'u';
        value[c++] = 'l';
        value[c++] = 'l';
        count = c;
        return this;
    }

    @Override
    public AbstractStringBuilder append(CharSequence s, int start, int end) {
        if (s == null)
            s = "null";
        if ((start < 0) || (start > end) || (end > s.length()))
            throw new IndexOutOfBoundsException(
                "start " + start + ", end " + end + ", s.length() "
                + s.length());
        int len = end - start;
        ensureCapacityInternal(count + len);
        for (int i = start, j = count; i < end; i++, j++)
            value[j] = s.charAt(i);
        count += len;
        return this;
    }

    public AbstractStringBuilder append(char[] str) {
        int len = str.length;
        ensureCapacityInternal(count + len);
        System.arraycopy(str, 0, value, count, len);
        count += len;
        return this;
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(char str[], int offset, int len) {
        if (len > 0)                // let arraycopy report AIOOBE for len < 0
            ensureCapacityInternal(count + len);
        System.arraycopy(str, offset, value, count, len);
        count += len;
        return this;
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(boolean b) {
        if (b) {
            ensureCapacityInternal(count + 4);
            value[count++] = 't';
            value[count++] = 'r';
            value[count++] = 'u';
            value[count++] = 'e';
        } else {
            ensureCapacityInternal(count + 5);
            value[count++] = 'f';
            value[count++] = 'a';
            value[count++] = 'l';
            value[count++] = 's';
            value[count++] = 'e';
        }
        return this;
    }
	
    @Override
    public AbstractStringBuilder append(char c) {
        ensureCapacityInternal(count + 1);
        value[count++] = c;
        return this;
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(int i) {
        if (i == Integer.MIN_VALUE) {
            append("-2147483648");
            return this;
        }
        int appendedLength = (i < 0) ? Integer.stringSize(-i) + 1
                                     : Integer.stringSize(i);
        int spaceNeeded = count + appendedLength;
        ensureCapacityInternal(spaceNeeded);
        Integer.getChars(i, spaceNeeded, value);
        count = spaceNeeded;
        return this;
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(long l) {
        if (l == Long.MIN_VALUE) {
            append("-9223372036854775808");
            return this;
        }
        int appendedLength = (l < 0) ? Long.stringSize(-l) + 1
                                     : Long.stringSize(l);
        int spaceNeeded = count + appendedLength;
        ensureCapacityInternal(spaceNeeded);
        Long.getChars(l, spaceNeeded, value);
        count = spaceNeeded;
        return this;
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(float f) {
        FloatingDecimal.appendTo(f,this);
        return this;
    }	
	
    public AbstractStringBuilder append(double d) {
        FloatingDecimal.appendTo(d,this);
        return this;
    }

    public AbstractStringBuilder appendCodePoint(int codePoint) {
        final int count = this.count;

        if (Character.isBmpCodePoint(codePoint)) {
            ensureCapacityInternal(count + 1);
            value[count] = (char) codePoint;
            this.count = count + 1;
        } else if (Character.isValidCodePoint(codePoint)) {
            ensureCapacityInternal(count + 2);
            Character.toSurrogates(codePoint, value, count);
            this.count = count + 2;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException();
        }
        return this;
    }
}

package java.lang;

import java.util.NoSuchElementException;
import java.util.PrimitiveIterator;
import java.util.Spliterator;
import java.util.Spliterators;
import java.util.function.IntConsumer;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.StreamSupport;

public interface CharSequence {

    int length();

    char charAt(int index);

    CharSequence subSequence(int start, int end);

    public String toString();

    public default IntStream chars() {
        class CharIterator implements PrimitiveIterator.OfInt {
            int cur = 0;

            public boolean hasNext() {
                return cur < length();
            }

            public int nextInt() {
                if (hasNext()) {
                    return charAt(cur++);
                } else {
                    throw new NoSuchElementException();
                }
            }

            @Override
            public void forEachRemaining(IntConsumer block) {
                for (; cur < length(); cur++) {
                    block.accept(charAt(cur));
                }
            }
        }

        return StreamSupport.intStream(() ->
                Spliterators.spliterator(
                        new CharIterator(),
                        length(),
                        Spliterator.ORDERED),
                Spliterator.SUBSIZED | Spliterator.SIZED | Spliterator.ORDERED,
                false);
    }

    public default IntStream codePoints() {
        class CodePointIterator implements PrimitiveIterator.OfInt {
            int cur = 0;

            @Override
            public void forEachRemaining(IntConsumer block) {
                final int length = length();
                int i = cur;
                try {
                    while (i < length) {
                        char c1 = charAt(i++);
                        if (!Character.isHighSurrogate(c1) || i >= length) {
                            block.accept(c1);
                        } else {
                            char c2 = charAt(i);
                            if (Character.isLowSurrogate(c2)) {
                                i++;
                                block.accept(Character.toCodePoint(c1, c2));
                            } else {
                                block.accept(c1);
                            }
                        }
                    }
                } finally {
                    cur = i;
                }
            }

            public boolean hasNext() {
                return cur < length();
            }

            public int nextInt() {
                final int length = length();

                if (cur >= length) {
                    throw new NoSuchElementException();
                }
                char c1 = charAt(cur++);
                if (Character.isHighSurrogate(c1) && cur < length) {
                    char c2 = charAt(cur);
                    if (Character.isLowSurrogate(c2)) {
                        cur++;
                        return Character.toCodePoint(c1, c2);
                    }
                }
                return c1;
            }
        }

        return StreamSupport.intStream(() ->
                Spliterators.spliteratorUnknownSize(
                        new CodePointIterator(),
                        Spliterator.ORDERED),
                Spliterator.ORDERED,
                false);
    }
}