为什么Java中的String是不可变的？

左手的ㄟ右手 2022-08-10 09:43 277阅读 0赞

原文：[Why String is immutable in Java ?][Why String is immutable in Java]  
翻译：get-set

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`String`是Java中的一个不可变类。所谓不可变，简单来说就是其对象不能被修改。实例中的所有信息在初始化的时候就已经具备，并且不能被修改（老外好啰嗦…）。不可变类有很多优点。这篇文章简要说明了为什么`String`被设计为不可变类。关于其好的回答应该建立在对内存模型、同步和数据结构等的理解之上。

## 1. 字符串池的需求 ##

字符串池是一个位于**方法区**的特殊区域。当一个字符串被创建的时候，如果该字符串已经存在于字符串池中，那么直接返回该字符串的引用，而不是创建一个新的字符串。  
下边的代码将只会创建一个字符串对象：

String s1 = "abcd";
    String s2 = "abcd";

就不上图了，这块的内容[前一篇翻译][Link 1]的文章已经解释过了。也就是`s1`和`s2`都指向同一个字符串对象。  
如果`String`不是不可变的，那么修改`s1`的字符串对象同样也会导致`s2`的内容发生变化。

## 2. 缓存Hashcode ##

字符串的hashcode在Java中经常被用到。例如，在一个`HashMap`中。其不可变性保证了hashcode（哈希值）总是保持不变，从而不用担心因hashcode变化导致的缓存问题。那就意味着，不用每次在其使用的时候计算其hashcode，从而更加高效。  
在`String`类中，有如下代码：

private int hash; //用来缓存hash code

## 3. 简化其他对象的使用 ##

为了理解这一点，请看下边的代码：

HashSet<String> set = new HashSet<String>();
    set.add(new String("a"));
    set.add(new String("b"));
    set.add(new String("c"));
    for (String a : set)
        a.value = "a";

这个例子中，如果`String`是可变的，也就是说set中的值是可变的，这会影响到set的设计（set包含不重复的元素）。当然这个例子是有问题的，在`String`类中是不存在`value`这个属性的。

## 4.安全性 ##

字符串在许多的java类中都用作参数，例如网络连接，打开文件等等。如果字符串是可变的，一个连接或文件就会被修改从而导致严重的错误。可变的字符串也会导致在使用反射时导致严重的问题，因为参数是字符串形式的。  
举例如下：

boolean connect(String s) {
        if (!isSecure(s)) {
            throw new SecurityException();
        }
        // 如果s内的值被修改，则会导致出现问题
        doSomethind(s);    
    }

（虽然略牵强，但是也有一定道理）

## 5. 不可变的对象本身就是线程安全的 ##

不可变的对象，可以在多个线程间自由共享。从而免除了进行同步的麻烦。

总之， `String`被设计为不可变的类，是出于性能和安全性的考虑，这也是其他所有不可变类应用的初衷。

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[Why String is immutable in Java]: http://www.programcreek.com/2013/04/why-string-is-immutable-in-java/
[Link 1]: http://blog.csdn.net/get_set/article/details/49918215