【原】面试官：连StringBuilder线程是否安全都说不出个所以然，怎么写出高效稳定的程序

爱开发 2022-08-02 发布于广东

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程序员面试时，线程安全知识点经常会遇到。

小洪是一名java程序员，工作两年多了，最近去了某互联网公司面试，面试时，面试官问了这样一个问题：

面试官：StringBuilder和StringBuffer有什么区别？

小洪：StringBuilder线程不安全的，StringBuffer是线程安全的

面试官：能举个例子说说StringBuilder是怎么线程不安全的吗？

小洪：……

小洪有点懵了，平时在用在使用StringBuilder追加字符时，只是简单的用，只知道它是不是线程安全，至于不安全在哪里，小洪并没有去关注。

见小洪没有作答，面谈时面试官又问，StringBuffer哪里安全了，小洪也回答不出个所以然。

面试官：你都工作两年了，这个都不知道，怎么写出稳定的程序啊？小洪一脸的无助，不过确实不应该，类似StringBuilder常见的知识点，平时应该不会少用，应该掌握才对。

刚毕业的时候，面试时也遇到了类似关于StringBuild的问题，关于StringBuild线程不安全简单来说StringBuilder没有加锁，而StringBuffer有加锁。面试时，这样回答固然没有错，但要是能进一步分析个所以然那就更好了，相信能给面试官留下更好的印象。

我们举个例子来验证下

1. 分别用500个线程写StringBuffer和StringBuilder，

2. 保证在各自500个线程执行完后打印StringBuffer和StringBuilder字符串长度

3. 检验运行结果。

测试

 1  public static void main(String[] args) {
 2    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
 3    class MyRunnable implements Runnable{
 4        @Override
 5        public void run() {
 6            stringBuilder.append("p");
 7        }
 8    }
 9    ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
10    for(int i=0;i<500;i++) {
11        exec.execute(new MyRunnable());
12    }
13    exec.shutdown();
14    System.out.println(stringBuilder.length());
15}

我们创建了500个线程，每个线程往StringBuilder对象里面append一个字符p。正常情况下代码应该输出500，但是实际运行结果是什么呢？

测试结果

我们看到字符串长度有时候是496，有时候是498，小于预期值500。而当我们把StringBuilder换成StringBuffer不管运行多少次，结果的值都是500，从这个例子我们可以得出StringBuffer线程安全，StringBuilder线程不安全得到了证明。

为什么输出值跟预期值不一样，源码分析

为什么会小于期望值，我们来看下StringBuilder的源码

StringBuilder的append()方法调用的父类AbstractStringBuilder的append()方法，我们来看下这个方法具体做了什么。

1public AbstractStringBuilder append(String str) {
2    if (str == null)
3        return appendNull();
4    int len = str.length();
5    ensureCapacityInternal(count + len);
6    str.getChars(0, len, value, count);
7    count += len;
8    return this;
9}

细心的你会发现count += len;这一行代码并不是一个原子操作。

假设count的值为10，len值为1，这时候有两个线程同时执行到了这行代码，count值都是10，执行完后将结果赋值给count，这两个线程执行完后count值为11，而不是12。这就是为什么测试代码输出的值要小于我们的期望值500的原因了。

而当我们换成StringBuffer类是，为什么能保证输出的是500，我们看一下StringBuffer源码就会发现所有写操作都有synchronized修饰了

而StringBuilder的写操作则没有使用synchronized进行修饰。

StringBuilder类的append方法

1@Override
2public StringBuilder append(String str) {
3   super.append(str);
4   return this;
5 }

StringBuffer 类的append方法

1    @Override
2    public synchronized StringBuffer append(String str) {
3     toStringCache = null;
4     super.append(str);
5     return this;
6   }