面试题：Java中StringBuilder与线程安全及同步的误区

Question

StringBuilder是非线程安全的，而StringBuffer是线程安全的。请详细阐述在多线程环境下，如果错误地使用StringBuilder可能导致什么问题，以及如何正确地在多线程环境中使用类似功能进行字符串操作？

Answer 1

错误使用StringBuilder在多线程环境下可能导致的问题

1. 数据不一致：由于StringBuilder是非线程安全的，多个线程同时对其进行操作时，可能会出现一个线程正在修改字符串内容，另一个线程也开始修改，导致最终结果并非预期。例如，线程A在向StringBuilder追加字符'a'，线程B同时在插入字符'b'，可能会造成字符顺序混乱，出现类似"ba"而不是预期的"ab"的情况。
2. 丢失更新：当多个线程执行追加、删除等操作时，可能会发生某个线程的更新操作被其他线程覆盖，导致数据丢失。比如线程A将字符串从"abc"修改为"abcd"，但在写入之前线程B将其修改为"abe"，那么线程A的'd'就丢失了。

多线程环境中正确使用类似功能进行字符串操作的方法

1. 使用StringBuffer：StringBuffer是线程安全的，其方法（如append、insert等）都使用synchronized关键字修饰，保证同一时间只有一个线程可以访问和修改。例如：

StringBuffer sb = new StringBuffer();
Thread thread1 = new Thread(() -> sb.append("Hello"));
Thread thread2 = new Thread(() -> sb.append(" World"));
thread1.start();
thread2.start();
try {
    thread1.join();
    thread2.join();
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
System.out.println(sb.toString());

2. 使用线程安全的第三方库：例如Guava库中的ThreadSafeStringWriter，它提供了线程安全的字符串构建功能。使用示例如下：

import com.google.common.io.ThreadSafeStringWriter;
ThreadSafeStringWriter writer = new ThreadSafeStringWriter();
Thread thread1 = new Thread(() -> writer.write("Hello"));
Thread thread2 = new Thread(() -> writer.write(" World"));
thread1.start();
thread2.start();
try {
    thread1.join();
    thread2.join();
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
System.out.println(writer.toString());

3. 手动同步：如果仍然想使用StringBuilder，可以手动对其操作进行同步。例如：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
Object lock = new Object();
Thread thread1 = new Thread(() -> {
    synchronized (lock) {
        sb.append("Hello");
    }
});
Thread thread2 = new Thread(() -> {
    synchronized (lock) {
        sb.append(" World");
    }
});
thread1.start();
thread2.start();
try {
    thread1.join();
    thread2.join();
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
System.out.println(sb.toString());