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深入学习java源码之StringBuffer.append()与 StringBuffer.substring()

synchronized关键字

线程运行时拥有自己的栈空间，会在自己的栈空间运行，如果多线程间没有共享的数据也就是说多线程间并没有协作完成一件事情，那么，多线程就不能发挥优势，不能带来巨大的价值。那么共享数据的线程安全问题怎样处理？很自然而然的想法就是每一个线程依次去读写这个共享变量，这样就不会有任何数据安全的问题，因为每个线程所操作的都是当前最新的版本数据。那么，在java关键字synchronized就具有使每个线程依次排队操作共享变量的功能。很显然，这种同步机制效率很低，但synchronized是其他并发容器实现的基础

在java代码中使用synchronized可是使用在代码块和方法中，根据Synchronized用的位置可以有这些使用场景：

如图，synchronized可以用在方法上也可以使用在代码块中，其中方法是实例方法和静态方法分别锁的是该类的实例对象和该类的对象。而使用在代码块中也可以分为三种，具体的可以看上面的表格。这里的需要注意的是：如果锁的是类对象的话，尽管new多个实例对象，但他们仍然是属于同一个类依然会被锁住，即线程之间保证同步关系。

对象锁（monitor）机制

现在我们来看看synchronized的具体底层实现。先写一个简单的demo:

public class SynchronizedDemo {
    public static void main(String[] args) {
        synchronized (SynchronizedDemo.class) {
        }
        method();
    }

    private static void method() {
    }
}

上面的代码中有一个同步代码块，锁住的是类对象，并且还有一个同步静态方法，锁住的依然是该类的类对象。编译之后，切换到SynchronizedDemo.class的同级目录之后，然后用javap -v SynchronizedDemo.class查看字节码文件：

如图，上面用黄色高亮的部分就是需要注意的部分了，这也是添Synchronized关键字之后独有的。执行同步代码块后首先要先执行monitorenter指令，退出的时候monitorexit指令。通过分析之后可以看出，使用Synchronized进行同步，其关键就是必须要对对象的监视器monitor进行获取，当线程获取monitor后才能继续往下执行，否则就只能等待。而这个获取的过程是互斥的，即同一时刻只有一个线程能够获取到monitor。上面的demo中在执行完同步代码块之后紧接着再会去执行一个静态同步方法，而这个方法锁的对象依然就这个类对象，那么这个正在执行的线程还需要获取该锁吗？答案是不必的，从上图中就可以看出来，执行静态同步方法的时候就只有一条monitorexit指令，并没有monitorenter获取锁的指令。这就是锁的重入性，即在同一锁程中，线程不需要再次获取同一把锁。Synchronized先天具有重入性。每个对象拥有一个计数器，当线程获取该对象锁后，计数器就会加一，释放锁后就会将计数器减一。

任意一个对象都拥有自己的监视器，当这个对象由同步块或者这个对象的同步方法调用时，执行方法的线程必须先获取该对象的监视器才能进入同步块和同步方法，如果没有获取到监视器的线程将会被阻塞在同步块和同步方法的入口处，进入到BLOCKED状态

下图表现了对象，对象监视器，同步队列以及执行线程状态之间的关系：

任意线程对Object的访问，首先要获得Object的监视器，如果获取失败，该线程就进入同步状态，线程状态变为BLOCKED，当Object的监视器占有者释放后，在同步队列中得线程就会有机会重新获取该监视器。

Synchronized的happens-before规则，即监视器锁规则：对同一个监视器的解锁，happens-before于对该监视器的加锁。继续来看代码：

public class MonitorDemo {
    private int a = 0;

    public synchronized void writer() {     // 1
        a++;                                // 2
    }                                       // 3

    public synchronized void reader() {    // 4
        int i = a;                         // 5
    }                                      // 6
}

在图中每一个箭头连接的两个节点就代表之间的happens-before关系，黑色的是通过程序顺序规则推导出来，红色的为监视器锁规则推导而出：线程A释放锁happens-before线程B加锁，蓝色的则是通过程序顺序规则和监视器锁规则推测出来happens-befor关系，通过传递性规则进一步推导的happens-before关系。

线程A写共享变量

线程B读共享变量

从整体上来看，线程A的执行结果（a=1）对线程B是可见的，实现原理为：释放锁的时候会将值刷新到主内存中，其他线程获取锁时会强制从主内存中获取最新的值。另外也验证了2 happens-before 5，2的执行结果对5是可见的。

从横向来看，这就像线程A通过主内存中的共享变量和线程B进行通信，A 告诉 B 我们俩的共享数据现在为1啦，这种线程间的通信机制正好吻合java的内存模型正好是共享内存的并发模型结构。

三种锁

synchronized，这个东西我们一般称之为”同步锁“，他在修饰代码块的时候需要传入一个引用对象作为“锁”的对象。

1. 在修饰方法的时候，默认是当前对象作为锁的对象

2. 在修饰类时，默认是当前类的Class对象作为所的对象

3. 故存在着方法锁、对象锁、类锁 这样的概念

方法锁（synchronized修饰方法时）

通过在方法声明中加入synchronized关键字来声明synchronized方法。
synchronized 方法锁控制对类成员变量的访问：
每个类实例对应一把锁
每个synchronized方法都必须获得调用该方法的类实例的”锁“方能执行，否则所属线程阻塞。

方法一旦执行，就会独占该锁，一直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，从而重新进入可执行状态。

这种机制确保了同一时刻对于每一个类的实例，其所有声明为synchronized的成员函数中之多只有一个处于可执行状态，从而有效避免了类成员变量的访问冲突。

运行结果多运行几次会发现虽然线程的先后顺序会变化，但是每一个线程必定先卖出4张票之后才会去接着卖剩余的票。

对象锁（synchronized修饰方法或代码块）

当一个对象中有synchronized method 或synchronized block 的时候，调用此对象的同步方法或进入其同步区域时，就必须先获得对象锁。

如果此对象的对象锁已被其他调用者占用，则需要等待此锁被释放。（方法锁也是对象锁）

java的所有对象都含有一个互斥锁，这个锁由jvm自动获取和释放。

线程进入synchronized 方法的时候获取该对象的锁，当然如果已经有线程获取了这个对象的锁，那么当前线程会等待；

synchronized方法正常返回或者抛异常而终止，jvm会自动释放对象锁。这里也体现了用synchronized来加锁的一个好处，即 ：

方法抛异常的时候，锁仍然可以由jvm来自动释放

对象锁的两种方式
1、方法锁

2、代码块形式

对象锁的synchronized修饰方法和代码块：

public class TestSynchronized   
{    
    public void test1()   
    {    
         synchronized(this)   
         {    
              int i = 5;    
              while( i-- > 0)   
              {    
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);    
                   try   
                   {    
                        Thread.sleep(500);    
                   }   
                   catch (InterruptedException ie)   
                   {    
                   }    
              }    
         }    
    }          
    public synchronized void test2()   
    {    
         int i = 5;    
         while( i-- > 0)   
         {    
              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);    
              try   
              {    
                   Thread.sleep(500);    
              }   
             catch (InterruptedException ie)   
              {    
              }    
         }    
    }         
    public static void main(String[] args)   
    {    
         final TestSynchronized myt2 = new TestSynchronized();    

         Thread test1 = new Thread(  new Runnable() {  public void run() {  myt2.test1();  }  }, "test1"  );    
         Thread test2 = new Thread(  new Runnable() {  public void run() { myt2.test2();   }  }, "test2"  );    
         test1.start();;    
         test2.start();    
//         TestRunnable tr=new TestRunnable();  
//         Thread test3=new Thread(tr);  
//         test3.start();  
    }   
    
}  

 test2 : 4  
 test2 : 3  
 test2 : 2  
 test2 : 1  
 test2 : 0  
 test1 : 4  
 test1 : 3  
 test1 : 2  
 test1 : 1  
 test1 : 0  

上述的代码，第一个方法时用了同步代码块的方式进行同步，传入的对象实例是this，表明是当前对象，当然，如果需要同步其他对象实例，也不可传入其他对象的实例；第二个方法是修饰方法的方式进行同步。因为第一个同步代码块传入的this，所以两个同步代码所需要获得的对象锁都是同一个对象锁，下面main方法时分别开启两个线程，分别调用test1和test2方法，那么两个线程都需要获得该对象锁，另一个线程必须等待。上面也给出了运行的结果可以看到：直到test2线程执行完毕，释放掉锁，test1线程才开始执行。（可能这个结果有人会有疑问，代码里面明明是先开启test1线程，为什么先执行的是test2呢？这是因为java编译器在编译成字节码的时候，会对代码进行一个重排序，也就是说，编译器会根据实际情况对代码进行一个合理的排序，编译前代码写在前面，在编译后的字节码不一定排在前面，所以这种运行结果是正常的， 这里是题外话，最主要是检验synchronized的用法的正确性）

如果我们把test2方法的synchronized关键字去掉，执行结果会如何呢？

test1 : 4  
test2 : 4  
test2 : 3  
test1 : 3  
test1 : 2  
test2 : 2  
test2 : 1  
test1 : 1  
test2 : 0  
test1 : 0  

上面是执行结果，我们可以看到，结果输出是交替着进行输出的，这是因为，某个线程得到了对象锁，但是另一个线程还是可以访问没有进行同步的方法或者代码。进行了同步的方法（加锁方法）和没有进行同步的方法（普通方法）是互不影响的，一个线程进入了同步方法，得到了对象锁，其他线程还是可以访问那些没有同步的方法（普通方法）。这里涉及到内置锁的一个概念（此概念出自java并发编程实战第二章）：对象的内置锁和对象的状态之间是没有内在的关联的，虽然大多数类都将内置锁用做一种有效的加锁机制，但对象的域并不一定通过内置锁来保护。当获取到与对象关联的内置锁时，并不能阻止其他线程访问该对象，当某个线程获得对象的锁之后，只能阻止其他线程获得同一个锁。之所以每个对象都有一个内置锁，是为了免去显式地创建锁对象。

所以synchronized只是一个内置锁的加锁机制，当某个方法加上synchronized关键字后，就表明要获得该内置锁才能执行，并不能阻止其他线程访问不需要获得该内置锁的方法。

类锁（synchronized修饰静态的方法或者代码块）

由于一个class不论被实例化多少次，其中的静态方法和静态变量在内存中都只有一份。所以，一旦一个静态的方法被声明为synchronized。此类所有的实例对象在调用此方法，共用同一把锁，我们称之为类锁。

对象锁是用来控制实例方法之间的同步，而类锁是用来控制静态方法（或者静态变量互斥体）之间的同步的。
类锁只是一个概念上的东西，并不是真实存在的，他只是用来帮助我们理解锁定实例方法和静态方法的区别的。
java类可能会有很多对象，但是只有一个Class(字节码)对象，也就是说类的不同实例之间共享该类的Class对象。Class对象其实也仅仅是1个java对象，只不过有点特殊而已。
由于每个java对象都有1个互斥锁，而类的静态方法是需要Class对象。所以所谓的类锁，只不过是Class对象的锁而已。
获取类的Class对象的方法有好几种，最简单的是[类名.class]的方式。

来看下类锁的两种方式
类锁的修饰（静态）方法和代码块：

public class TestSynchronized   
{        public void test1()   
    {    
         synchronized(TestSynchronized.class)   
         {    
              int i = 5;    
             while( i-- > 0)                 {    
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);    
                   try   
                   {    
                        Thread.sleep(500);    
                   }   
                  catch (InterruptedException ie)   
                   {    
                   }    
              }    
         }    
    }    
      
    public static synchronized void test2()   
    {    
         int i = 5;    
         while( i-- > 0)   
         {    
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);    
              try   
              {    
                   Thread.sleep(500);    
              }   
              catch (InterruptedException ie)   
              {    
              }    
         }    
    }    
      
    public static void main(String[] args)   
    {    
         final TestSynchronized myt2 = new TestSynchronized();    
         Thread test1 = new Thread(  new Runnable() {  public void run() {  myt2.test1();  }  }, "test1"  );    
         Thread test2 = new Thread(  new Runnable() {  public void run() { TestSynchronized.test2();   }  }, "test2"  );    
         test1.start();    
         test2.start();    
//         TestRunnable tr=new TestRunnable();  
//         Thread test3=new Thread(tr);  
//         test3.start();  
    }   
    
} 

结果

test1 : 4  
test1 : 3  
test1 : 2  
test1 : 1  
test1 : 0  
test2 : 4  
test2 : 3  
test2 : 2  
test2 : 1  
test2 : 0  

其实，类锁修饰方法和代码块的效果和对象锁是一样的，因为类锁只是一个抽象出来的概念，只是为了区别静态方法的特点，因为静态方法是所有对象实例共用的，所以对应着synchronized修饰的静态方法的锁也是唯一的，所以抽象出来个类锁。其实这里的重点在下面这块代码，synchronized同时修饰静态和非静态方法

public class TestSynchronized   
{    
    public synchronized void test1()   
    {    
              int i = 5;    
              while( i-- > 0)   
              {    
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);    
                   try   
                   {    
                        Thread.sleep(500);    
                   }   
                   catch (InterruptedException ie)   
                   {    
                   }    
              }    
    }          
    public static synchronized void test2()   
    {    
         int i = 5;    
         while( i-- > 0)   
         {    
              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);    
              try   
              {    
                   Thread.sleep(500);    
              }   
              catch (InterruptedException ie)   
              {    
              }    
         }    
    }    
      
    public static void main(String[] args)   
    {    
         final TestSynchronized myt2 = new TestSynchronized();    
         Thread test1 = new Thread(  new Runnable() {  public void run() {  myt2.test1();  }  }, "test1"  );    
         Thread test2 = new Thread(  new Runnable() {  public void run() { TestSynchronized.test2();   }  }, "test2"  );    
         test1.start();    
         test2.start();    
//         TestRunnable tr=new TestRunnable();  
//         Thread test3=new Thread(tr);  
//         test3.start();  
   }   
    
}  


test1 : 4  
test2 : 4  
test1 : 3  
test2 : 3  
test2 : 2  
test1 : 2  
test2 : 1  
test1 : 1  
test1 : 0  
test2 : 0  

上面代码synchronized同时修饰静态方法和实例方法，但是运行结果是交替进行的，这证明了类锁和对象锁是两个不一样的锁，控制着不同的区域，它们是互不干扰的。同样，线程获得对象锁的同时，也可以获得该类锁，即同时获得两个锁，这是允许的。

到这里，对synchronized的用法已经有了一定的了解。这时有一个疑问，既然有了synchronized修饰方法的同步方式，为什么还需要synchronized修饰同步代码块的方式呢？而这个问题也是synchronized的缺陷所在

synchronized的缺陷：当某个线程进入同步方法获得对象锁，那么其他线程访问这里对象的同步方法时，必须等待或者阻塞，这对高并发的系统是致命的，这很容易导致系统的崩溃。如果某个线程在同步方法里面发生了死循环，那么它就永远不会释放这个对象锁，那么其他线程就要永远的等待。这是一个致命的问题。

当然同步方法和同步代码块都会有这样的缺陷，只要用了synchronized关键字就会有这样的风险和缺陷。既然避免不了这种缺陷，那么就应该将风险降到最低。这也是同步代码块在某种情况下要优于同步方法的方面。例如在某个类的方法里面：这个类里面声明了一个对象实例，SynObject so=new SynObject()；在某个方法里面调用了这个实例的方法so.testsy();但是调用这个方法需要进行同步，不能同时有多个线程同时执行调用这个方法。

这时如果直接用synchronized修饰调用了so.testsy();代码的方法，那么当某个线程进入了这个方法之后，这个对象其他同步方法都不能给其他线程访问了。假如这个方法需要执行的时间很长，那么其他线程会一直阻塞，影响到系统的性能。

如果这时用synchronized来修饰代码块：synchronized（so）{so.testsy();}，那么这个方法加锁的对象是so这个对象，跟执行这行代码的对象没有关系，当一个线程执行这个方法时，这对其他同步方法时没有影响的，因为他们持有的锁都完全不一样。

不过这里还有一种特例，就是上面演示的第一个例子，对象锁synchronized同时修饰方法和代码块，这时也可以体现到同步代码块的优越性，如果test1方法同步代码块后面有非常多没有同步的代码，而且有一个100000的循环，这导致test1方法会执行时间非常长，那么如果直接用synchronized修饰方法，那么在方法没执行完之前，其他线程是不可以访问test2方法的，但是如果用了同步代码块，那么当退出代码块时就已经释放了对象锁，当线程还在执行test1的那个100000的循环时，其他线程就已经可以访问test2方法了。这就让阻塞的机会或者线程更少。让系统的性能更优越。

一个类的对象锁和另一个类的对象锁是没有关联的，当一个线程获得A类的对象锁时，它同时也可以获得B类的对象锁。

打个比方：一个object就像一个大房子，大门永远打开。房子里有 很多房间（也就是方法）。

这些房间有上锁的（synchronized方法）， 和不上锁之分（普通方法）。房门口放着一把钥匙（key），这把钥匙可以打开所有上锁的房间。

另外我把所有想调用该对象方法的线程比喻成想进入这房子某个 房间的人。所有的东西就这么多了，下面我们看看这些东西之间如何作用的。

在此我们先来明确一下我们的前提条件。该对象至少有一个synchronized方法，否则这个key还有啥意义。当然也就不会有我们的这个主题了。

一个人想进入某间上了锁的房间，他来到房子门口，看见钥匙在那儿（说明暂时还没有其他人要使用上锁的 房间）。于是他走上去拿到了钥匙，并且按照自己 的计划使用那些房间。注意一点，他每次使用完一次上锁的房间后会马上把钥匙还回去。即使他要连续使用两间上锁的房间，中间他也要把钥匙还回去，再取回来。

因此，普通情况下钥匙的使用原则是：“随用随借，用完即还。”

这时其他人可以不受限制的使用那些不上锁的房间，一个人用一间可以，两个人用一间也可以，没限制。但是如果当某个人想要进入上锁的房间，他就要跑到大门口去看看了。有钥匙当然拿了就走，没有的话，就只能等了。

要是很多人在等这把钥匙，等钥匙还回来以后，谁会优先得到钥匙？Not guaranteed。象前面例子里那个想连续使用两个上锁房间的家伙，他中间还钥匙的时候如果还有其他人在等钥匙，那么没有任何保证这家伙能再次拿到。 （JAVA规范在很多地方都明确说明不保证，像Thread.sleep()休息后多久会返回运行，相同优先权的线程那个首先被执行，当要访问对象的锁被 释放后处于等待池的多个线程哪个会优先得到，等等。我想最终的决定权是在JVM，之所以不保证，就是因为JVM在做出上述决定的时候，绝不是简简单单根据 一个条件来做出判断，而是根据很多条。而由于判断条件太多，如果说出来可能会影响JAVA的推广，也可能是因为知识产权保护的原因吧。SUN给了个不保证 就混过去了。无可厚非。但我相信这些不确定，并非完全不确定。因为计算机这东西本身就是按指令运行的。即使看起来很随机的现象，其实都是有规律可寻。学过 计算机的都知道，计算机里随机数的学名是伪随机数，是人运用一定的方法写出来的，看上去随机罢了。另外，或许是因为要想弄的确太费事，也没多大意义，所 以不确定就不确定了吧。）

再来看看同步代码块。和同步方法有小小的不同。

1.从尺寸上讲，同步代码块比同步方法小。你可以把同步代码块看成是没上锁房间里的一块用带锁的屏风隔开的空间。

2.同步代码块还可以人为的指定获得某个其它对象的key。就像是指定用哪一把钥匙才能开这个屏风的锁，你可以用本房的钥匙；你也可以指定用另一个房子的钥匙才能开，这样的话，你要跑到另一栋房子那儿把那个钥匙拿来，并用那个房子的钥匙来打开这个房子的带锁的屏风。

         记住你获得的那另一栋房子的钥匙，并不影响其他人进入那栋房子没有锁的房间。

         为什么要使用同步代码块呢？我想应该是这样的：首先对程序来讲同步的部分很影响运行效率，而一个方法通常是先创建一些局部变量，再对这些变量做一些 操作，如运算，显示等等；而同步所覆盖的代码越多，对效率的影响就越严重。因此我们通常尽量缩小其影响范围。

如何做？同步代码块。我们只把一个方法中该同 步的地方同步，比如运算。

         另外，同步代码块可以指定钥匙这一特点有个额外的好处，是可以在一定时期内霸占某个对象的key。还记得前面说过普通情况下钥匙的使用原则吗。现在不是普通情况了。你所取得的那把钥匙不是永远不还，而是在退出同步代码块时才还。

          还用前面那个想连续用两个上锁房间的家伙打比方。怎样才能在用完一间以后，继续使用另一间呢。用同步代码块吧。先创建另外一个线程，做一个同步代码 块，把那个代码块的锁指向这个房子的钥匙。然后启动那个线程。只要你能在进入那个代码块时抓到这房子的钥匙，你就可以一直保留到退出那个代码块。也就是说 你甚至可以对本房内所有上锁的房间遍历，甚至再sleep(10*60*1000)，而房门口却还有1000个线程在等这把钥匙呢。很过瘾吧。

java源码

package java.lang;

import java.util.Arrays;

 public final class StringBuffer
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
{

    private transient char[] toStringCache;

    /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
    static final long serialVersionUID = 3388685877147921107L;

    public StringBuffer() {
        super(16);
    }

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

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

    public StringBuffer(CharSequence seq) {
        this(seq.length() + 16);
        append(seq);
    }

    @Override
    public synchronized int length() {
        return count;
    }

    @Override
    public synchronized int capacity() {
        return value.length;
    }


    @Override
    public synchronized void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
        if (minimumCapacity > value.length) {
            expandCapacity(minimumCapacity);
        }
    }

    @Override
    public synchronized void trimToSize() {
        super.trimToSize();
    }

    @Override
    public synchronized void setLength(int newLength) {
        toStringCache = null;
        super.setLength(newLength);
    }
	
    @Override
    public synchronized char charAt(int index) {
        if ((index < 0) || (index >= count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        return value[index];
    }

    /**
     * @since      1.5
     */
    @Override
    public synchronized int codePointAt(int index) {
        return super.codePointAt(index);
    }

    @Override
    public synchronized int codePointBefore(int index) {
        return super.codePointBefore(index);
    }


    @Override
    public synchronized int codePointCount(int beginIndex, int endIndex) {
        return super.codePointCount(beginIndex, endIndex);
    }


    @Override
    public synchronized int offsetByCodePoints(int index, int codePointOffset) {
        return super.offsetByCodePoints(index, codePointOffset);
    }

    @Override
    public synchronized void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst,
                                      int dstBegin)
    {
        super.getChars(srcBegin, srcEnd, dst, dstBegin);
    }

    @Override
    public synchronized void setCharAt(int index, char ch) {
        if ((index < 0) || (index >= count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        toStringCache = null;
        value[index] = ch;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(Object obj) {
        toStringCache = null;
        super.append(String.valueOf(obj));
        return this;
    }

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

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

    @Override
    synchronized StringBuffer append(AbstractStringBuilder asb) {
        toStringCache = null;
        super.append(asb);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(CharSequence s) {
        toStringCache = null;
        super.append(s);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(CharSequence s, int start, int end)
    {
        toStringCache = null;
        super.append(s, start, end);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(char[] str) {
        toStringCache = null;
        super.append(str);
        return this;
    }

    /**
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    @Override
    public synchronized StringBuffer append(char[] str, int offset, int len) {
        toStringCache = null;
        super.append(str, offset, len);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(boolean b) {
        toStringCache = null;
        super.append(b);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(char c) {
        toStringCache = null;
        super.append(c);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(int i) {
        toStringCache = null;
        super.append(i);
        return this;
    }

    /**
     * @since 1.5
     */
    @Override
    public synchronized StringBuffer appendCodePoint(int codePoint) {
        toStringCache = null;
        super.appendCodePoint(codePoint);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(long lng) {
        toStringCache = null;
        super.append(lng);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(float f) {
        toStringCache = null;
        super.append(f);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer append(double d) {
        toStringCache = null;
        super.append(d);
        return this;
    }


    @Override
    public synchronized StringBuffer delete(int start, int end) {
        toStringCache = null;
        super.delete(start, end);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer deleteCharAt(int index) {
        toStringCache = null;
        super.deleteCharAt(index);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer replace(int start, int end, String str) {
        toStringCache = null;
        super.replace(start, end, str);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized String substring(int start) {
        return substring(start, count);
    }

    @Override
    public synchronized CharSequence subSequence(int start, int end) {
        return super.substring(start, end);
    }

    @Override
    public synchronized String substring(int start, int end) {
        return super.substring(start, end);
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int index, char[] str, int offset,
                                            int len)
    {
        toStringCache = null;
        super.insert(index, str, offset, len);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int offset, Object obj) {
        toStringCache = null;
        super.insert(offset, String.valueOf(obj));
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int offset, String str) {
        toStringCache = null;
        super.insert(offset, str);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int offset, char[] str) {
        toStringCache = null;
        super.insert(offset, str);
        return this;
    }

    @Override
    public StringBuffer insert(int dstOffset, CharSequence s) {
        // Note, synchronization achieved via invocations of other StringBuffer methods
        // after narrowing of s to specific type
        // Ditto for toStringCache clearing
        super.insert(dstOffset, s);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int dstOffset, CharSequence s,
            int start, int end)
    {
        toStringCache = null;
        super.insert(dstOffset, s, start, end);
        return this;
    }

    @Override
    public  StringBuffer insert(int offset, boolean b) {
        super.insert(offset, b);
        return this;
    }

    @Override
    public synchronized StringBuffer insert(int offset, char c) {
        toStringCache = null;
        super.insert(offset, c);
        return this;
    }

    @Override
    public StringBuffer insert(int offset, int i) {
        super.insert(offset, i);
        return this;
    }

    @Override
    public StringBuffer insert(int offset, long l) {
        // Note, synchronization achieved via invocation of StringBuffer insert(int, String)
        // after conversion of l to String by super class method
        // Ditto for toStringCache clearing
        super.insert(offset, l);
        return this;
    }

    @Override
    public StringBuffer insert(int offset, float f) {
        // Note, synchronization achieved via invocation of StringBuffer insert(int, String)
        // after conversion of f to String by super class method
        // Ditto for toStringCache clearing
        super.insert(offset, f);
        return this;
    }

    @Override
    public StringBuffer insert(int offset, double d) {
        super.insert(offset, d);
        return this;
    }

    @Override
    public int indexOf(String str) {
        // Note, synchronization achieved via invocations of other StringBuffer methods
        return super.indexOf(str);
    }

    @Override
    public synchronized int indexOf(String str, int fromIndex) {
        return super.indexOf(str, fromIndex);
    }


    @Override
    public int lastIndexOf(String str) {
        // Note, synchronization achieved via invocations of other StringBuffer methods
        return lastIndexOf(str, count);
    }


    @Override
    public synchronized int lastIndexOf(String str, int fromIndex) {
        return super.lastIndexOf(str, fromIndex);
    }

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

    @Override
    public synchronized String toString() {
        if (toStringCache == null) {
            toStringCache = Arrays.copyOfRange(value, 0, count);
        }
        return new String(toStringCache, true);
    }

    private static final java.io.ObjectStreamField[] serialPersistentFields =
    {
        new java.io.ObjectStreamField("value", char[].class),
        new java.io.ObjectStreamField("count", Integer.TYPE),
        new java.io.ObjectStreamField("shared", Boolean.TYPE),
    };

    private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException {
        java.io.ObjectOutputStream.PutField fields = s.putFields();
        fields.put("value", value);
        fields.put("count", count);
        fields.put("shared", false);
        s.writeFields();
    }

    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        java.io.ObjectInputStream.GetField fields = s.readFields();
        value = (char[])fields.get("value", null);
        count = fields.get("count", 0);
    }
}

package java.lang;

import sun.misc.FloatingDecimal;
import java.util.Arrays;

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {

    char[] value;
	
    int count;	
	
    AbstractStringBuilder() {
    }

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

    @Override
    public int length() {
        return count;
    }

    public int capacity() {
        return value.length;
    }

    private int newCapacity(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
        if (newCapacity - minCapacity < 0) {
            newCapacity = minCapacity;
        }
        return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
            ? hugeCapacity(minCapacity)
            : newCapacity;
    }	
	
    private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
        // overflow-conscious code
        if (minimumCapacity - value.length > 0) {
            value = Arrays.copyOf(value,
                    newCapacity(minimumCapacity));
        }
    }	

    public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst, int dstBegin)
    {
        if (srcBegin < 0)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcBegin);
        if ((srcEnd < 0) || (srcEnd > count))
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd);
        if (srcBegin > srcEnd)
            throw new StringIndexOutOfBoundsException("srcBegin > srcEnd");
        System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(Object obj) {
        return append(String.valueOf(obj));
    }

    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;
    }

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

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

    public AbstractStringBuilder append(CharSequence s) {
        if (s == null)
            return appendNull();
        if (s instanceof String)
            return this.append((String)s);
        if (s instanceof AbstractStringBuilder)
            return this.append((AbstractStringBuilder)s);

        return this.append(s, 0, s.length());
    }

    private AbstractStringBuilder appendNull() {
        int c = count;
        ensureCapacityInternal(c + 4);
        final char[] value = this.value;
        value[c++] = 'n';
        value[c++] = 'u';
        value[c++] = 'l';
        value[c++] = 'l';
        count = c;
        return this;
    }

    @Override
    public AbstractStringBuilder append(CharSequence s, int start, int end) {
        if (s == null)
            s = "null";
        if ((start < 0) || (start > end) || (end > s.length()))
            throw new IndexOutOfBoundsException(
                "start " + start + ", end " + end + ", s.length() "
                + s.length());
        int len = end - start;
        ensureCapacityInternal(count + len);
        for (int i = start, j = count; i < end; i++, j++)
            value[j] = s.charAt(i);
        count += len;
        return this;
    }

    public AbstractStringBuilder append(char[] str) {
        int len = str.length;
        ensureCapacityInternal(count + len);
        System.arraycopy(str, 0, value, count, len);
        count += len;
        return this;
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(char str[], int offset, int len) {
        if (len > 0)                // let arraycopy report AIOOBE for len < 0
            ensureCapacityInternal(count + len);
        System.arraycopy(str, offset, value, count, len);
        count += len;
        return this;
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(boolean b) {
        if (b) {
            ensureCapacityInternal(count + 4);
            value[count++] = 't';
            value[count++] = 'r';
            value[count++] = 'u';
            value[count++] = 'e';
        } else {
            ensureCapacityInternal(count + 5);
            value[count++] = 'f';
            value[count++] = 'a';
            value[count++] = 'l';
            value[count++] = 's';
            value[count++] = 'e';
        }
        return this;
    }
	
    @Override
    public AbstractStringBuilder append(char c) {
        ensureCapacityInternal(count + 1);
        value[count++] = c;
        return this;
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(int i) {
        if (i == Integer.MIN_VALUE) {
            append("-2147483648");
            return this;
        }
        int appendedLength = (i < 0) ? Integer.stringSize(-i) + 1
                                     : Integer.stringSize(i);
        int spaceNeeded = count + appendedLength;
        ensureCapacityInternal(spaceNeeded);
        Integer.getChars(i, spaceNeeded, value);
        count = spaceNeeded;
        return this;
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(long l) {
        if (l == Long.MIN_VALUE) {
            append("-9223372036854775808");
            return this;
        }
        int appendedLength = (l < 0) ? Long.stringSize(-l) + 1
                                     : Long.stringSize(l);
        int spaceNeeded = count + appendedLength;
        ensureCapacityInternal(spaceNeeded);
        Long.getChars(l, spaceNeeded, value);
        count = spaceNeeded;
        return this;
    }
	
    public AbstractStringBuilder append(float f) {
        FloatingDecimal.appendTo(f,this);
        return this;
    }	
	
    public AbstractStringBuilder append(double d) {
        FloatingDecimal.appendTo(d,this);
        return this;
    }

    public AbstractStringBuilder appendCodePoint(int codePoint) {
        final int count = this.count;

        if (Character.isBmpCodePoint(codePoint)) {
            ensureCapacityInternal(count + 1);
            value[count] = (char) codePoint;
            this.count = count + 1;
        } else if (Character.isValidCodePoint(codePoint)) {
            ensureCapacityInternal(count + 2);
            Character.toSurrogates(codePoint, value, count);
            this.count = count + 2;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException();
        }
        return this;
    }
}

package java.lang;

import java.util.NoSuchElementException;
import java.util.PrimitiveIterator;
import java.util.Spliterator;
import java.util.Spliterators;
import java.util.function.IntConsumer;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.StreamSupport;

public interface CharSequence {

    int length();

    char charAt(int index);

    CharSequence subSequence(int start, int end);

    public String toString();

    public default IntStream chars() {
        class CharIterator implements PrimitiveIterator.OfInt {
            int cur = 0;

            public boolean hasNext() {
                return cur < length();
            }

            public int nextInt() {
                if (hasNext()) {
                    return charAt(cur++);
                } else {
                    throw new NoSuchElementException();
                }
            }

            @Override
            public void forEachRemaining(IntConsumer block) {
                for (; cur < length(); cur++) {
                    block.accept(charAt(cur));
                }
            }
        }

        return StreamSupport.intStream(() ->
                Spliterators.spliterator(
                        new CharIterator(),
                        length(),
                        Spliterator.ORDERED),
                Spliterator.SUBSIZED | Spliterator.SIZED | Spliterator.ORDERED,
                false);
    }

    public default IntStream codePoints() {
        class CodePointIterator implements PrimitiveIterator.OfInt {
            int cur = 0;

            @Override
            public void forEachRemaining(IntConsumer block) {
                final int length = length();
                int i = cur;
                try {
                    while (i < length) {
                        char c1 = charAt(i++);
                        if (!Character.isHighSurrogate(c1) || i >= length) {
                            block.accept(c1);
                        } else {
                            char c2 = charAt(i);
                            if (Character.isLowSurrogate(c2)) {
                                i++;
                                block.accept(Character.toCodePoint(c1, c2));
                            } else {
                                block.accept(c1);
                            }
                        }
                    }
                } finally {
                    cur = i;
                }
            }

            public boolean hasNext() {
                return cur < length();
            }

            public int nextInt() {
                final int length = length();

                if (cur >= length) {
                    throw new NoSuchElementException();
                }
                char c1 = charAt(cur++);
                if (Character.isHighSurrogate(c1) && cur < length) {
                    char c2 = charAt(cur);
                    if (Character.isLowSurrogate(c2)) {
                        cur++;
                        return Character.toCodePoint(c1, c2);
                    }
                }
                return c1;
            }
        }

        return StreamSupport.intStream(() ->
                Spliterators.spliteratorUnknownSize(
                        new CodePointIterator(),
                        Spliterator.ORDERED),
                Spliterator.ORDERED,
                false);
    }
}