为什么 Java 字符串是不可变的？

字符串是不可变的：深入探究其含义

在编程领域，String 对象的不可变性是一个基本概念。尽管其表面上很简单，但掌握此特征的复杂含义至关重要。

探索字符串功能

考虑以下代码片段：

String a = "a";
System.out.println("a 1-->" + a);
a = "ty";
System.out.println("a 2-->" + a);

执行此代码后，人们可能会惊讶地发现变量“a”的值从“a”更改为“蒂。”然而，重要的是要理解这与字符串的不变性并不矛盾。

不变性难题

字符串对象确实是不可变的。这意味着它们的内容一旦创建就无法修改。然而，可变的是指向String对象的引用变量。在上面的示例中，引用变量“a”指向包含“a”的 String 对象。当我们随后将“ty”分配给“a”时，我们并没有修改原始的 String 对象；而是修改了原始 String 对象。相反，我们创建一个新的 String 对象并重新分配 'a' 以指向新对象。

内存管理和字符串文字

字符串的不变性在内存管理中起着至关重要的作用。考虑以下代码：

String s1 = "java";
s1.concat(" rules");
System.out.println("s1 refers to " + s1); 

调用“concat”方法时，此代码不会创建新的 String 对象。相反，创建了一个新的 String 对象，但没有任何内容引用它，导致它丢失且无法使用。这就是为什么引用变量's1'仍然指向原始字符串“java”。

字符串常量池

为了优化内存使用，Java 使用了“字符串常量池。”这个特殊的内存区域存储字符串文字。当编译器遇到字符串文字时，它会搜索池。如果找到现有的匹配项，则引用将定向到该字符串，并且不会创建新对象。这种机制最大限度地减少了冗余并提高了内存效率。

不变性的意义

在字符串常量池的上下文中，不变性变得至关重要。由于多个引用可以指向同一个 String，因此 String 对象必须保持不变。如果允许可变字符串，对一个引用进行的修改可能会无意中影响其他引用，从而导致不可预测的错误行为。

强制不变性

为了保护String对象，String类被声明为final。这可以防止任何可能损害 String 方法的预期行为的潜在重写。

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