JDK1.7源码笔记之StringBuilder和StringBuffer类

1. class 简介

　　StringBuilder类和StringBuffer类的功能几乎一模一样，除了后者是多线程安全的，而前者主要用于单线程环境，是从性能考虑上对StringBuffer的替代。它们最主要的操作是拼接和插入，还附带转置和删除字符串的操作，String类的一些方法StringBuilder和StringBuffer多少也有一些，但是这两个类的任何操作都是在原字符串上进行的。它们都从AbstractStringBuilder类继承而来，大部分的操作都发生在父类。

2. class内部原理及特点

1. 在其父类AbstractStringBuilder中维护了一个字符数组，和String不同的是，没有final修饰，所以是可变的，默认容量为16，传入字符串进行初始化时容量为其长度增加16。
2. 扩容时总容量*2+2，如果容量仍然不够用，则直接扩充为要求长度。
3. 拼接和插入时都使用System.arraycopy，除非扩容时可能产生新的字符数组，一般情况不会出现中间对象，所以效率比String类要高。

3. class源码细节分析

　　StringBuilder和StringBuffer类的核心都在其父类AbstractStringBuilder类中，所以只需要看AbstractStringBuilder类中的一些具有代表性的方法。
　　

expandCapacity

void expandCapacity(int minimumCapacity) {    int newCapacity = value.length * 2 + 2;//容量*2+2    if (newCapacity - minimumCapacity < 0)//不够就直接为所需长度        newCapacity = minimumCapacity;    if (newCapacity < 0) {        if (minimumCapacity < 0) // overflow            throw new OutOfMemoryError();        newCapacity = Integer.MAX_VALUE;    }    //产生了新的字符数组，改变了原来的字符串    value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);}

append

public AbstractStringBuilder append(String str) { if (str == null) str = "null";    int len = str.length();    ensureCapacityInternal(count + len);//看下要不要扩容    str.getChars(0, len, value, count);//把参数str复制到value字符数组中，整个拼接过程可能不会产生新对象    count += len;                      //性能必然比String的+和concat要好    return this;}

其它类型的拼接都差不多，不是字符类型的先转换成字符，再复制到value中。

insert

public AbstractStringBuilder insert(int offset, String str) {    if ((offset < 0) || (offset > length()))        throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);    if (str == null)        str = "null";    int len = str.length();    ensureCapacityInternal(count + len);//是否需要扩容    System.arraycopy(value, offset, value, offset + len, count - offset);//插入点后的字符往后挪，腾出空间来    str.getChars(value, offset);           //把待插入字符串复制到offset插入点    count += len;    return this;}

其它类型数据的插入都是大同小异，没有特别的地方。

delete

public AbstractStringBuilder delete(int start, int end) {    if (start < 0)        throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);    if (end > count)        end = count;    if (start > end)        throw new StringIndexOutOfBoundsException();    int len = end - start;    if (len > 0) {        System.arraycopy(value, start+len, value, start, count-end);//把后面的往前面覆盖        count -= len;    }    return this;}

reverse

public AbstractStringBuilder reverse() {    boolean hasSurrogate = false;    int n = count - 1;    for (int j = (n-1) >> 1; j >= 0; --j) {//从中间位置开始        char temp = value[j];        char temp2 = value[n - j];        if (!hasSurrogate) {            hasSurrogate = (temp >= Character.MIN_SURROGATE && temp <= Character.MAX_SURROGATE)                || (temp2 >= Character.MIN_SURROGATE && temp2 <= Character.MAX_SURROGATE);        }        value[j] = temp2;//左半边和右半边交换位置        value[n - j] = temp;    }    if (hasSurrogate) {//代理对的问题跳过        // Reverse back all valid surrogate pairs        for (int i = 0; i < count - 1; i++) {            char c2 = value[i];            if (Character.isLowSurrogate(c2)) {                char c1 = value[i + 1];                if (Character.isHighSurrogate(c1)) {                    value[i++] = c1;                    value[i] = c2;                }            }        }    }    return this;}

４. 总结　　

　　如果要对字符串进行频繁的操作，StringBuilder和StringBuffer的性能肯定要更好，或许在转换成StringBuilder或StringBuffer对象时会多一些开销，但是和频繁操作中带来的优势相比，这点就不足为虑了；StringBuilder比StringBuffer使用的更加广泛，毕竟多线程操作同一个字符串的情况实在少见。