为什么 StringBuffer 有 toStringCache 而 StringBuilder 没有？答案

【问题标题】：Why StringBuffer has a toStringCache while StringBuilder not?为什么 StringBuffer 有 toStringCache 而 StringBuilder 没有？
【发布时间】：2018-02-27 21:26:01
【问题描述】：

在 JDK 8 中，StringBuffer 类有一个 toStringCache，而 StringBuilder 没有。

/**
 * A cache of the last value returned by toString. Cleared
 * whenever the StringBuffer is modified.
 */
private transient char[] toStringCache;

但是为什么呢？

我能想到的一个可能原因是 StringBuffer 已经同步，因此可以更轻松地实现缓存。
或者也许过去 StringBuffer 是这样实现的，所以旧代码严重依赖这个特性？

鉴于现代 JVM 具有逃逸分析和偏向锁定，这些差异是否相关？

【问题讨论】：

你的第一个猜测是正确的。
@Flown 值得吗？会有性能提升吗？更多代码意味着更多错误。
如果你多次拨打StringBuffer::toString，那么会有好处。

标签： java java-8 stringbuilder stringbuffer

【解决方案1】：

考虑历史背景可能会有所帮助。 StringBuilder 是随 Java 5 引入的，因为人们已经认识到 StringBuffer 不太适合其实际用例。

新引入的StringBuilder 专为在纯本地环境中构建、使用和随后立即删除的主要用例而设计。因此，它不提供任何同步，也不费心优化其 toString() 方法被多次调用而没有中间更改的罕见情况（这在现实生活中什么时候发生？），尤其是作为确实，在不牺牲无线程同步的性能优势的情况下提供缓存功能，是介于“困难”和“不可能”之间。

虽然StringBuilder 被记录为不是线程安全的，所以你知道在同时调用它的方法时可能会发生不一致的事情，但类String 通过不变性保证是线程安全的，因此，它不能被允许StringBuilder 缺少同步会导致已构造的字符串不一致，并且根本不共享 String 和 StringBuilder 之间的数组，这是最安全的解决方案。

那么，如果这种优化在现实生活中几乎没有用处，为什么还要进行这种优化呢？好吧，因为它已经存在了很长时间，很可能是从 Java 1.0 开始，并且不值得更改 StringBuffer 类中的任何内容。它的存在可能没有任何真正的优势，但删除它也没有，这需要新的测试等等，并且可能会成为某些应用程序的space bar overheating feature...

您可能会注意到，在当时的 Java 1.x 中，做出了许多在今天可能看起来很奇怪的设计决策。在基础类中过度使用synchronized 就是其中之一，这几乎无助于优化另一个类。在那个时候，连不可变性的含义都没有被很好地理解，这就是为什么我们有像String.valueOf(char[])和String.copyValueOf(char[])这样的冗余方法，加上使用new String(char[])的机会……

【讨论】：

我不知道 String.copyValueOf(char[])
@ntysdd: ...而这些多余的copyValueOf 方法的存在是我们不需要记住的。至少对于我们日常程序员的工作而言。
@ntysdd（和@Holger）当然copyValueOf 方法在今天是无关紧要的。历史上值得注意的是，在 JDK 1.0 之前，String(char[]) 构造函数和valueOf(char[]) 方法（都是公共的）只是简单地将参数的引用存储在一个新构造的字符串中。这自然会导致可变字符串！添加了copyValueOf 方法来复制数组，然后修改了构造函数和valueOf 以进行复制，从而使copyValueOf 方法变得多余。然而，它们从未被清理干净。
@StuartMarks 太可怕了。

【解决方案2】：

我认为您的第一个猜测非常准确，因为StringBuilder 不是线程安全的，并且一个实例可以在多个线程之间共享，实现这样的缓存需要额外的同步，这将违背StringBuilder 的目的首先。

至于为什么需要这样做，归结为使用的new String(...) 构造函数；如果StringBuffer 使用了构造函数String(array, boolean)，则评论说：

封装私有构造函数，共享值数组以提高速度。

【讨论】：

可能值得注意的是，如果您单次调用StringBuffer.toString，速度优势并没有实现，因为the caller 做了一个副本。可能会有一点好处，只有在多次调用而没有更改的罕见情况下。这个String 构造函数为直接在正确大小的char[] 缓冲区上工作的工厂提供了更多优势，之后无需重复使用它，例如String.concat(String)、String.replace(char,char)、Integer.toString(int) 等。