從JDK源碼看StringBuffer

概況

Java 中處理字元串時經常使用的 String 是一個常量，一旦創建後不能被改變。為了提供可修改的操作，引入了 StringBuilder 類，可看前面的文章《從JDK源碼看StringBuilder》。但它不是線程安全的，只用在單線程場景下。所以引入了線程安全的 StringBuffer 類，用於多線程場景。

總的來說主要是通過在必要的方法上加 synchronized 來實現線程安全。

三種字元串類關係

這裡寫圖片描述

繼承結構

類定義

StringBuffer 類被聲明為 final，說明它不能再被繼承。同時它繼承了 AbstractStringBuilder 類，並實現了 Serializable 和 CharSequence 兩個介面。

其中 Serializable 介面表明其可以序列化。

CharSequence 介面用來實現獲取字元序列的相關信息，介面定義如下：

獲取字元序列長度。

獲取某個索引對應字元。

獲取指定範圍子字元串。

轉成字元串對象。

用於獲取字元序列的字元的 int 類型值的流，該介面提供了默認的實現。

用於獲取字元序列的代碼點的 int 類型的值的流，提供了默認的實現。

主要屬性

toStringCache 用於緩存調用方法生成的 String 對象，避免每次都要根據編碼生成 String 對象。

value 該數組用於存儲字元串值。

coder 表示該字元串對象所用的編碼器。

count 表示該字元串對象中已使用的字元數。

構造方法

有若干種構造方法，可以指定容量大小參數，如果沒有指定則構造方法默認創建容量為16的字元串對象。如果 COMPACT_STRINGS 為 true，即使用緊湊布局則使用 LATIN1 編碼（ISO-8859-1編碼），則開闢長度為16的 byte 數組。而如果是 UTF16 編碼則開闢長度為32的 byte 數組。

如果構造函數傳入的參數為 String 類型，則會開闢長度為的 byte 數組，並通過方法將字元串對象添加到 byte 數組中。

類似地，傳入參數為 CharSequence 類型時也做相同處理。

主要方法

為了實現線程安全，其實最簡單也可能是最沒效率的方法就是通過對某些方法進行同步，以此允許並發操作。所以 StringBuffer 和 StringBuilder 其實實現邏輯幾乎都一樣，並且抽象到 AbstractStringBuilder 抽象類中來實現，只是 StringBuffer 將一些必要的方法進行同步處理了。

StringBuffer 中大多數方法都只是加了 synchronized。

比如下面該方法加了同步來保證計數的準確性。此外還包含很多其他方法，比如、、、、、、、、、、、、。

trimToSize方法

該方法用於將該 StringBuffer 對象的容量壓縮到與字元串長度大小相等。重寫了該方法，主要是添加了同步，保證了數組複製過程的準確性。

append方法

有多個方法，都只是傳入的參數不同而已，同樣是使用了 synchronized，另外它還會清理緩存 toStringCache，這是因為 append 後的字元串的值已經變了，所以需要重置緩存。重置緩存的方法還包括：、、、、、。

toString方法

使用同步操作，先判斷緩存是否為空，如果為空則先根據編碼（Latin1 或 UTF16）創建對應編碼佔位的 String 對象，然後創建新 String 對象並返回。

writeObject方法

該方法是序列化方法，分別將 value、count、shared 欄位的值寫入。

readObject方法

該方法是反序列方法，分別讀取 value 和 count，並且初始化對象內的位元組數組和編碼標識。

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