面试题：Java中StringBuffer的reverse方法在源码层面如何保证线程安全

Question

StringBuffer是线程安全的，以reverse方法为例，分析其在源码层面是如何确保多线程环境下操作的正确性，涉及哪些同步机制以及它们是怎样起作用的。

Answer 1

1. StringBuffer的reverse方法源码：

   public synchronized StringBuffer reverse() {
       toStringCache = null;
       super.reverse();
       return this;
   }
   

2. 同步机制及作用：
   • synchronized关键字：
     • StringBuffer的reverse方法使用了synchronized关键字进行修饰。这使得在多线程环境下，当一个线程进入reverse方法时，会获取StringBuffer实例对象的锁。
     • 其他线程如果也尝试进入reverse方法，由于锁已经被占用，它们会被阻塞，直到当前持有锁的线程执行完reverse方法并释放锁。这样就保证了同一时间只有一个线程能够执行reverse方法，从而避免了多线程同时操作StringBuffer内部状态可能导致的数据不一致问题。
   • toStringCache变量处理：
     • 在reverse方法中，首先将toStringCache设置为null。toStringCache是StringBuffer类中的一个缓存变量，用于缓存toString方法的结果。在多线程环境下，如果不将其设置为null，可能会出现缓存不一致的情况。例如，一个线程执行reverse操作后，缓存的字符串内容已经与实际内容不同，但其他线程可能仍使用旧的缓存。通过将其设置为null，后续调用toString方法时会重新生成正确的字符串，保证了数据的一致性。
   • 调用父类AbstractStringBuilder的reverse方法：
     • super.reverse()调用的是AbstractStringBuilder类中的reverse方法，该方法实现了实际的字符反转逻辑。由于StringBuffer的reverse方法被synchronized修饰，所以在调用父类reverse方法时，也在同步的保护范围内，避免了多线程同时修改AbstractStringBuilder内部字符数组等状态造成的错误。