对StringBuilder的append方法底层详解

首先查看builder对象的初始化

StringBuilder builder = new StringBuilder();

在该方法内指向了超类的构造方法，并传入了一个int值，它的形参名为：容积（capacity）

public StringBuilder() {super(16);//这是一个固定的值
}

在创建StringBuilder对象时传入的如果是String类型的话会固定有一个16的长度，即使在创建的时候就定义了一个字符串，在底层创建数组时仍然是字符串长度+16
- 在数组创建完成后仍然会通过append来将字符串追加到数组中

public StringBuilder(String str) {super(str.length() + 16);append(str);
}

唯一的另类就是在初始化对象时，传参传的是int类型的值时，StringBuilder会将该值替换掉默认的容量，以该容量进行数组的初始化

public StringBuilder(int capacity) {super(capacity);
}

跟随该指向我们来到了超类AbstractStringBuilder中

超类中初始定义了一个字符数组value,一个整数count

char[] value; //该数组就是buffer与builder的底层所指向的那个数组int count; //count主要是用来对数组长度进行计数

在该构造方法中，将我们从下面传过来的int值定义为value数组的长度

AbstractStringBuilder(int capacity) {value = new char[capacity];
}

根据append方法查看追加的流程

这里是将字符串"str"添加到builder中

builder.append("str");

通过append方法，我们进入到了StringBuilder的源码界面

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

可以看到追加操作同样是调用的超类提供的追加方法

super.append(str);

跟着继续深入，我们就看见了定义在超类中的追加方法

public AbstractStringBuilder append(String str) {if (str == null)return appendNull();int len = str.length();ensureCapacityInternal(count + len);str.getChars(0, len, value, count);count += len;return this;
}

首先，进入该方法后，会先判断传入的字符串是否为空，如果为空的话，会调用appendNull方法

return appendNull();

先看一下该方法

在这里会先将数组的长度值给到c中，再调用ensureCapacityInternal方法来对数组进行扩容

之后将扩完容的数组的地址交给局部的char[]数组中，再在后面接上null4个字符，再将新的数组长度返给count

也就是说如果在调用append方法时传入的是一个null值时，会在整个数组最后面拼上一个null。

private AbstractStringBuilder appendNull() {int c = count; //将当前StringBuilder对象的字符长度赋给censureCapacityInternal(c + 4);final char[] value = this.value;value[c++] = 'n';value[c++] = 'u';value[c++] = 'l';value[c++] = 'l';count = c;return this;
}

接下来继续跟着正常执行走

int len = str.length();//这里是获取传入的字符串的长度
ensureCapacityInternal(count + len);
str.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this;

这里同样调用了对数组进行扩容的方法ensureCapacityInternal

private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {//这里的形参名为最小容积// overflow-conscious code                            count 现有长度 len 计划添加的长度if (minimumCapacity - value.length > 0)expandCapacity(minimumCapacity);
}

会在这个方法进行一次判断，如果现在我们所需要的最小容积是小于value数组的现有长度的话，就证明数组长度是够用的，就不用进行扩容操作，返回去进行后续操作即可。

但如果最小容积大于了现有数组长度的话，就证明数组长度是不够用的，放不下新添加的字符串，就需要进行扩容操作，就会调用expandcapacity方法，并将我们现在所需要的最小容积传进去

void expandCapacity(int minimumCapacity) {int newCapacity = value.length * 2 + 2;if (newCapacity - minimumCapacity < 0)newCapacity = minimumCapacity;if (newCapacity < 0) {if (minimumCapacity < 0) // overflowthrow new OutOfMemoryError();newCapacity = Integer.MAX_VALUE;}value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
}

就方法的理论而言，你既然进来这里了，那就代表这数组不够用了，所以直接对现有的数组长度进行增加，增加的长度是原长度的一倍加上2

int newCapacity = value.length * 2 + 2;

然后在此基础上对新增后的长度和我们所需要的最小容积进行比较，如果扩容后的长度是够用了的那就直接进行下一步操作，如果扩容后的长度还是不够用，那就直接将我们所需要的最小容积定义为新长度

if (newCapacity - minimumCapacity < 0)newCapacity = minimumCapacity;

在之后会对数据进行一个安全性的验证，因为int类型的值在计算中是可能出现溢出现象的，所以就要先确定一下我们的新数组长度是否溢出了，如果溢出了就强制将值改为int类型的最大值。并且在这次验证里面也要验证一下我们所需的最小容积是否出现了溢出现象，因为如果需求的最小容积如果出现了溢出，而我们的长度只能是int的最大值。也就代表着会有数据会丢失，那这就不该是我们程序背锅，就直接抛出一个内存溢出错误，让程序员去解决。

if (newCapacity < 0) {if (minimumCapacity < 0) // overflowthrow new OutOfMemoryError();newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
}

在上面的一系列验证的完成并确保无误后，数组就会开始扩容操作

value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);

在完成了扩容后会调用字符串的getChars方法来将字符串添加到字符数组中

str.getChars(0, len, value, count);

getChars方法

getChars(int start, int end, char[] array, int begin);
/*start:复制字符串时字符串的起始位置end: 复制结束的位置array:复制指向的字符数组begin:数组接收的起始位置
*/

所以可以看出，对字符串的复制就是将整个字符串按照count的位置开始填入数组中

最后再将count的值改变，以对应现在数组的长度

count += len;