面试题：Java中StringBuilder非线程安全与StringBuffer线程安全的实现差异

Question

详细阐述StringBuilder非线程安全和StringBuffer线程安全是如何通过代码实现的，包括它们在关键方法上的不同之处以及对性能的影响。

Answer 1

1. StringBuilder非线程安全实现

• 关键方法：以append方法为例，StringBuilder的append方法没有任何线程同步相关的代码。

public StringBuilder append(String str) {
    super.append(str);
    return this;
}

这里直接调用父类AbstractStringBuilder的append方法进行字符串追加，没有对多线程并发访问做任何保护。这就意味着在多线程环境下，不同线程可能同时修改StringBuilder内部的字符数组，导致数据不一致或其他错误。

• 性能影响：由于没有线程同步的开销，在单线程环境或者不需要考虑线程安全的多线程环境下，StringBuilder的性能较高。因为不需要等待锁的获取与释放，方法调用更加直接和高效。

2. StringBuffer线程安全实现

• 关键方法：同样以append方法为例，StringBuffer的append方法使用了synchronized关键字修饰。

public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

synchronized关键字确保了同一时间只有一个线程能够进入该方法，从而保证了线程安全。在多线程环境下，当一个线程调用append方法时，其他线程必须等待该线程释放锁后才能调用。

• 性能影响：由于synchronized带来的线程同步开销，在多线程环境下，如果竞争激烈，频繁的锁获取与释放会导致性能下降。相比StringBuilder，在单线程环境下，StringBuffer也会因为额外的同步操作而性能稍逊一筹。但在需要线程安全的多线程场景中，StringBuffer能够保证数据的一致性和正确性。