博客
关于我
强烈建议你试试无所不能的chatGPT,快点击我
【源代码】StringBuilder和StringBuffer震源深度分析
阅读量:5265 次
发布时间:2019-06-14

本文共 7350 字,大约阅读时间需要 24 分钟。

//------------------------------------------------------------------------

写篇博客不easy。请尊重作者劳动成果。

转载请注明出处:http://blog.csdn.net/chdjj

//------------------------------------------------------------------------

我认为要通过源代码研究一个类,应该先从总体上了解这个类。比方说这个类的继承体系,有哪些超类,继承了那些接口,提供了什么样的方法。然后。我们再去源代码中了解详细的实现过程,这样才不会乱~

注:下面源代码基于jdk1.7.0_11

我们来看看StringBuilder和StringBuffer的继承关系:

public final class StringBuilder//1.5開始    extends AbstractStringBuilder    implements java.io.Serializable, CharSequencepublic final class StringBuffer//1.0就有了    extends AbstractStringBuilder    implements java.io.Serializable, CharSequence
惊人的一致,两个类都
继承了AbstractStringBuilder,而且实现CharSequence和Serializable接口
,Serializable接口大家都熟悉,是一个序列化的标志。那么我们
先来看CharSquence接口:

package java.lang;/** * @author Mike McCloskey * @since 1.4 * @spec JSR-51 */public interface CharSequence {    int length();    char charAt(int index);    CharSequence subSequence(int start, int end);    public String toString();}
仅仅有四个方法。这个接口为不同的字符序列类提供了统一的规范。看到这个类有个toString的方法。说明它
强制子类去实现toString,而不使用默认的toString。其它三个方法也比較好理解。甚至大家在String中还常常使用这些方法。这里就不提了。
分析完了Charsequence接口。以下再看看AbstractStringBuilder类吧。听名字就知道是个抽象类。
这个类是到1.5才有的。非常显然是因为添加了StringBuilder,设计者觉着能够将StringBuilder和StringBuffer进行泛化。抽取共同部分,这体现了面向对象的设计理念。

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence
AbstractStringBuilder又实现了CharSequence和Appendable接口,
Appendable看名字就知道肯定跟StringBuilder和StringBuffer的可变性有关
我们果断看看Appendable接口:

package java.lang;import java.io.IOException;public interface Appendable {    Appendable append(CharSequence csq) throws IOException;    Appendable append(CharSequence csq, int start, int end) throws IOException;    Appendable append(char c) throws IOException;}
果然。这个接口提供了append方法的不同重载形式,返回值均为自己(注:看到这里,我想到了一句话,
抽象类是对类进行抽象,而接口是对行为进行抽象,想想确实如此呢)。既然AbstractStringBuilder实现了此接口,必定提供了实现,以下我们回到
AbstractStringBuilder类中看看这个类都干了啥。
先看成员变量:
/**     * The value is used for character storage.     */    char[] value;//用于存放字符的数组    /**     * The count is the number of characters used.     */    int count;//当前字符总数
注意,这里的value数组并没有声明为final(String类的value数组是final的),说明此数组可改变。
再看构造器:
AbstractStringBuilder() {}    AbstractStringBuilder(int capacity) {        value = new char[capacity];    }
一个无參构造器。一个构造器提供char数组初始容量,value数组依据此容量创建对象。
接下来看几个重要的方法。

首先是扩容的方法:
public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {        if (minimumCapacity > 0)            ensureCapacityInternal(minimumCapacity);    }    /**     * This method has the same contract as ensureCapacity, but is     * never synchronized.     */    private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {        // overflow-conscious code        if (minimumCapacity - value.length > 0)            expandCapacity(minimumCapacity);    }    /**     * This implements the expansion semantics of ensureCapacity with no     * size check or synchronization.     */    void expandCapacity(int minimumCapacity) {        int newCapacity = value.length * 2 + 2;        if (newCapacity - minimumCapacity < 0)            newCapacity = minimumCapacity;        if (newCapacity < 0) {            if (minimumCapacity < 0) // overflow                throw new OutOfMemoryError();            newCapacity = Integer.MAX_VALUE;        }        value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);    }
ensureCapacity方法确保当前字符数组的容量最小为minimumCapacity,首先推断这个參数是否为负,若是,则返回。否则调用ensureCapacityInternal方法,这种方法内部将推断当前容量是否小于
minimumCapacity。若是,则进行扩容。否则返回。扩容是通过调用expandCapacity方法来实现的,这种方法内部实现逻辑是这种:
首先试着将当前数组容量扩充为原数组容量的2倍加上2。假设这个新容量仍然小于最小值(minimumCapacity),那么就将新容量定为(minimumCapacity),最后推断是否溢出。若溢出,则将容量定为整型的最大值0x7fffffff

容量定好之后,进行一次数组拷贝。
通过这一系列步骤。应该对我们有所启示,在创建StringBuilder或StringBuffer时。尽量估算下串的长度,给一个合理的初始值,避免多次扩容带来的效率问题。
接下来看append方法(重载太多,这里仅仅列举1个):
public AbstractStringBuilder append(String str) {        if (str == null) str = "null";        int len = str.length();        ensureCapacityInternal(count + len);        str.getChars(0, len, value, count);        count += len;        return this;    }
上面这个append方法接受一个String类型的參数。也是我们最常使用的重载形式.内部逻辑比較简单,首先进行參数推断(
我们写代码的时候也应该时刻注意代码的鲁棒性,注意參数的取值),若參数为空(null)。则将null这几个字符作为參数,接下来推断是否须要扩容,完了之后进行一次复制,最后更新count。
还有个方法叫trimToSize。这种方法能够降低内存空间的使用。内部会进行数组复制,释放那些尚未使用的空间:
public void trimToSize() {        if (count < value.length) {            value = Arrays.copyOf(value, count);        }    }
至此,AbstractStringBuilder分析完成。
好吧,
如今我们能够分析StringBuilder和StringBuffer了!先来看看这个StringBuilder:
首先是构造器:
public StringBuilder() {        super(16);    }    public StringBuilder(int capacity) {        super(capacity);    }    public StringBuilder(String str) {        super(str.length() + 16);        append(str);    }    public StringBuilder(CharSequence seq) {        this(seq.length() + 16);        append(seq);    }
通过这个构造器我们知道了
StringBuilder的默认大小为16,这个非常关键哦,大家应该可以记住。假设能在面试中说出来,那也是极好的~
构造器除了有默认容量,也能够
手动设置容量,为避免扩容。强烈建议大家估摸下串的大致长度~
接下来是append方法,我们猜測应该调用的是AbstractStringBuilder中的append:
public StringBuilder append(Object obj) {        return append(String.valueOf(obj));    }    public StringBuilder append(String str) {        super.append(str);        return this;    }
其实也正是这样。
再来看下这个toString方法:
public String toString() {        // Create a copy, don't share the array        return new String(value, 0, count);    }
注意哦,这里返回的是一个新的字符串对象!

最后看下readObject和writeObject这两个方法。这两个方法都是私有的,方法的作用应该跟序列化有关。

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)        throws java.io.IOException {        s.defaultWriteObject();        s.writeInt(count);        s.writeObject(value);    }    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {        s.defaultReadObject();        count = s.readInt();        value = (char[]) s.readObject();    }
到这。StringBuilder分析完成,能够看出,StringBuilder中并没有什么复杂的逻辑,实现代码主要在AbstractStringBuilder中。
以下该分析StringBuffer了,大家都知道,StringBuffer和StringBuilder的最大差别就是StringBuffer线程安全。那么可想而知,StringBuffer的方法应该加锁了,带着这个猜想,打开StringBuffer源代码:
构造器就略过了,由于
StringBuffer跟StringBuilder全然一样,默认容量也是16.
以下随便来几个方法:
public synchronized int length() {        return count;    }public synchronized void trimToSize() {        super.trimToSize();    } public synchronized StringBuffer append(String str) {        super.append(str);        return this;    }
看,都加锁了吧。
你可能看到这种方法没加锁:
public StringBuffer append(CharSequence s) {        // Note, synchronization achieved via other invocations        if (s == null)            s = "null";        if (s instanceof String)            return this.append((String)s);        if (s instanceof StringBuffer)            return this.append((StringBuffer)s);        return this.append(s, 0, s.length());    }
恩,确实没加,但注意到凝视没。设计者说了。加锁的操作是通过它内部调用的其他方法实现的,所以这里不是必需再进行一次加锁(锁须要浪费资源)。
剩下的代码都没啥说的了。除了加了synchronizedkeyword修饰,跟StringBuilder是一样一样的。
分析到此完成,以下做个总结:
1.StringBuilder是jdk1.5引进的,而StringBuffer在1.0就有了;
2.StringBuilder和StringBuffer都是可变的字符串。能够通过append或者insert等方法改动串的内容;
3.StringBuffer是线程安全的而StringBuilder不是,因而在多线程的环境下优先使用StringBuffer,而其它情况下推荐使用StringBuilder,由于它更快。
4.StringBuilder和StringBuffer都继承自AbstractStringBuilder类,AbStractStringBuilder主要实现了扩容、append、insert方法。StrngBuilder和StringBuffer的相关方法都直接调用的父类。
5.StringBuilder和StringBuffer的初始容量都是16,程序猿尽量手动设置初始值。以避免多次扩容所带来的性能问题;
6.StringBuilder和StringBuffer的扩容机制是这种:首先试着将当前数组容量扩充为原数组容量的2倍加上2,假设这个新容量仍然小于预定的最小值(minimumCapacity),那么就将新容量定为(minimumCapacity),最后推断是否溢出,若溢出,则将容量定为整型的最大值0x7fffffff。

转载于:https://www.cnblogs.com/mfrbuaa/p/4567209.html

你可能感兴趣的文章
数据结构(二):栈
查看>>
实训第五天
查看>>
平台维护流程
查看>>
SQL (FMDB)
查看>>
2012暑期川西旅游之总结
查看>>
Linux发行版的排行
查看>>
宾得镜头大全与发展史
查看>>
spread+wackamole打造全新高可用+负载均衡
查看>>
Xcode 快捷键及代码格式化
查看>>
12010 解密QQ号(队列)
查看>>
Docker简明教程(以安装wget程序为例)
查看>>
2014年辛星完全解读Javascript第一节
查看>>
装配SpringBean(一)--依赖注入
查看>>
daydayup2 codeforces143C
查看>>
ANT打包J2EE项目war包
查看>>
UESTC-我要长高 DP优化
查看>>
java选择文件时提供图像缩略图[转]
查看>>
ubuntu如何安装虚拟机的工具条
查看>>
printf格式输出知识整理
查看>>
sed 命令用法
查看>>