StringBulider和StringBuffer的底层源码剖析

        要深入了解 StringBuffer 和 StringBuilder 的区别，从底层源码的角度来解析，包括它们的创建、扩容机制等，可以参考 JDK 1.8 的源码。

1. AbstractStringBuilder 类
        

        StringBuffer 和 StringBuilder 都继承自 AbstractStringBuilder。这个类包含了字符串操作的核心逻辑。

AbstractStringBuilder 源码

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {char[] value;int count;AbstractStringBuilder(int capacity) {value = new char[capacity];}AbstractStringBuilder() {}public int length() {return count;}public int capacity() {return value.length;}public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {if (minimumCapacity > value.length) {expandCapacity(minimumCapacity);}}void expandCapacity(int minimumCapacity) {int newCapacity = value.length * 2 + 2;if (newCapacity < minimumCapacity) {newCapacity = minimumCapacity;}value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);}public AbstractStringBuilder append(String str) {if (str == null)str = "null";int len = str.length();ensureCapacity(count + len);str.getChars(0, len, value, count);count += len;return this;}// ... 其他方法 ...
}

2. StringBuilder 类

StringBuilder 继承了 AbstractStringBuilder，并且不做任何同步处理。

StringBuilder 源码

public final class StringBuilder extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence {public StringBuilder() {super(16);}public StringBuilder(int capacity) {super(capacity);}public StringBuilder(String str) {super(str.length() + 16);append(str);}// 所有的方法都继承自 AbstractStringBuilder，不进行同步
}

3. StringBuffer 类

StringBuffer 继承了 AbstractStringBuilder，并且对所有方法都进行同步处理，以确保线程安全。

StringBuffer 源码

public final class StringBuffer extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence {public StringBuffer() {super(16);}public StringBuffer(int capacity) {super(capacity);}public StringBuffer(String str) {super(str.length() + 16);append(str);}@Overridepublic synchronized StringBuffer append(String str) {super.append(str);return this;}// 所有的方法都进行同步处理
}

4. 扩容机制

扩容机制在 AbstractStringBuilder 中实现。它的核心方法是 expandCapacity，具体如下：

expandCapacity 方法

void expandCapacity(int minimumCapacity) {int newCapacity = value.length * 2 + 2;if (newCapacity < minimumCapacity) {newCapacity = minimumCapacity;}value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
}

初始容量：newCapacity = value.length * 2 + 2，每次扩容时容量会变成原来的两倍加2。
如果新容量小于所需的最小容量，则将新容量设置为最小容量。
通过 Arrays.copyOf 方法将原数组复制到新数组中，并将 value 指向新数组。

5. 创建过程

StringBuilder 创建

StringBuilder sb = new StringBuilder();

调用无参构造函数，初始容量为16。
super(16) 调用 AbstractStringBuilder 的构造函数，value 数组长度为16。

StringBuffer 创建

StringBuffer sb = new StringBuffer();

调用无参构造函数，初始容量为16。
super(16) 调用 AbstractStringBuilder 的构造函数，value 数组长度为16。

6. 扩容示例

假设我们创建一个 StringBuilder，初始容量为16，并向其中添加超过16个字符： 

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("12345678901234567"); // 17个字符

ensureCapacity 方法会检查是否需要扩容。
当前容量是16，不足以容纳17个字符，因此调用 expandCapacity。
计算新容量：newCapacity = 16 * 2 + 2 = 34。
新数组长度为34，原数组内容复制到新数组中。

总结：

        StringBuilder 和 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder，并共享其核心实现，包括初始容量和扩容机制。
        线程安全性：StringBuilder 不进行同步处理，而 StringBuffer 对所有方法都进行同步处理。
        扩容机制：扩容策略是原数组长度的两倍加2，当容量不足时扩容，并通过 Arrays.copyOf 方法复制原数组内容。