序言
StringBuffer与StringBuilder是java.lang包下被大家熟知的两个类。其异同为：一、长度都是可扩充的；二、StringBuffer是线程安全的，StringBuilder是线程不安全的。那么他们的长度是如何实现动态扩充以及StringBuffer的线程安全是如何实现的呢？通过“深度”阅读它们的源代码，最终弄明白其中的缘由。
正文
首先上一张StringBuffer和StringBuilder类结构图：
抽象类AbstractStringBuilder（也是核心实现类）实现了Appendable和CharSequence两个接口；StringBuffer与StringBuilder统统继承自AbstractStringBuilder，并且实现了java.io.Serializable和CharSequence接口。
下面简单描述下这几个接口所起到的作用(引用自中文api)。
- Appendable
：能够被添加 char 序列和值的对象。如果某个类的实例打算接收java.util.
Formatter
- 的格式化输出，那么该类必须实现 Appendable 接口
- 。要添加的字符应该是有效的 Unicode 字符，正如
Unicode Character Representation
- 中描述的那样。注意，增补字符可能由多个 16 位char 值组成
- CharSequence：CharSequence 是 char 值的一个可读序列。此接口对许多不同种类的 char 序列提供统一的只读访问。char 值表示 Basic Multilingual Plane (BMP) 或代理项中的一个字符。有关详细信息，请参阅 Unicode 字符表示形式。此接口不修改 equals 和 hashCode 方法的常规协定。因此，通常未定义比较实现 CharSequence 的两个对象的结果。每个对象都可以通过一个不同的类实现，而且不能保证每个类能够测试其实例与其他类的实例的相等性。因此，使用任意 CharSequence 实例作为集合中的元素或映射中的键是不合适的。
- Serializable：类通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。可序列化类的所有子类型本身都是可序列化的。序列化接口没有方法或字段，仅用于标识可序列化的语义。
- AbstractStringBuilde
- r这个抽象类提供了StringBuffer和StringBuilder绝大部分的实现。在AbstractStringBuilder的描述中说：如果去掉线程安全，那么StringBuffer和StringBuilder是完全一致的。从实现的角度来说，StringBuffer所有方法(构造方法除外，因为没有必要)签名中都使用synchronized限定，也就是所有的方法都是同步的。
eg.StringBuffer中replace()方法
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public synchronized StringBuffer replace(int start, int end, String str) {
super.replace(start, end, str);
return this;
} |
StringBuilder中replace()：
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public StringBuilder replace(int start, int end, String str) {
super.replace(start, end, str);
return this;
} |
区别仅仅在方法签名上是否有synchronized。
另外需要稍稍注意的问题是：StringBuffer同步只同步目标，比如：sb.append("i am not synchronized"),sb是同步的，而其中的参数未必是同步的。
而它们两个可扩展长度则是通过ensureCapacity(int minimumCapacity)来验证当前长度是否小于参数minimumCapacity，如果成立则进行分配空间。分配新空间的步长为（当前长度+1）的两倍。
实现如下：
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public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
if (minimumCapacity > value.length) {
expandCapacity(minimumCapacity);
}
}void expandCapacity(int minimumCapacity) {
int newCapacity = (value.length + 1) * 2;
if (newCapacity < 0) {
newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
} else if (minimumCapacity > newCapacity) {
newCapacity = minimumCapacity;
}
value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
} |
如果新的长度小于0(溢出了)，则使用Integer的最大值作为长度。
另外，在阅读源码的过程中，发现两个有趣的问题，下面一一道来。
第一个，就是reverse的实现。其实我是第一次看StringBuilder和StringBuffer的源码，这里面的reverse的实现是我所知道的java中的最高效的实现，没有之一。
上源码，再做解释：
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public AbstractStringBuilder reverse() {
boolean hasSurrogate = false;
int n = count - 1;
for (int j = (n-1) >> 1; j >= 0; --j) {
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;
value[n - j] = temp;
}
if (hasSurrogate) {
// 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;
} |
reverse分成两个部分：前面一个循环与后面的判断。
首先地一个循环很高效，循环次数为长度(count)的一半，而且使用>>位移运算，交换数组value[j]与value[n-j]的值。这里一是循环次数少，而是使用最高效的位移运算所以说这个reverse很高效。在反转过程中还完成了一件事：就是为hasSurrogate赋值。赋值的依据就是value[j]与value[n-j]两个字符时候有一个在\uD800和\uDFFF之间，如果有则赋值为true。
而hasSurrogate的值作为下面一个if分支的依据，如果为true，则从头到尾循环一遍。至于为何要判断hasSurrogate，以及下面一个循环的意义，其实到这里应该已经结束了，在我整理StringBuffer和StringBuilder结构图时发现（“刨祖坟”行家啊），发现它们两个又再次实现了CharSequence接口，为何说再次呢，因为AbstractStringBuilder已经实现了一次，不知何为！