为何Java中String类是不可变的（详解）

为何Java中String类是不可变的（详解）

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];}

String类的值是保存在value数组中的，并且是被private final修饰的

1、private修饰，表明外部的类是访问不到value的，同时子类也访问不到，当然String类不可能有子类，因为类被final修饰了
2、final修饰，表明value的引用是不会被改变的，而value只会在String的构造函数中被初始化，而且并没有其他方法可以修改value数组中的值，保证了value的引用和值都不会发生变化

所以我们说String类是不可变的。

而很多方法，如substring并不是在原来的String类上进行操作，而是生成了新的String类

public String substring(int beginIndex) {
	if (beginIndex < 0) {
		throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
	}
	int subLen = value.length - beginIndex;
	if (subLen < 0) {
		throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
	}
	return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);}

为什么String被设置为不可变的？

字符串常量池

Java有8种基本数据类型

整数类型：byte，short，int，long。包装类型为Byte，Short，Integer，Long
浮点类型：float、double。包装类型为Float，Double
字符类型：char。包装类型为Character
布尔类型：boolean。包装类型为Boolean

8种包装类型中除了Float，Double没有实现常量池，剩下的都实现了，当然都是通过享元模式实现的

String类的常量池是在JVM层面实现的。

为什么要有常量池？

常量池是为了避免频繁的创建和销毁对象而影响系统性能，其实现了对象的共享。

例如字符串常量池，在编译阶段就把所有的字符串文字放到一个常量池中。

• 节省内存空间：常量池中所有相同的字符串常量被合并，只占用一个空间。

• 节省运行时间：比较字符串时，== 比equals()快。对于两个引用变量，只用==判断引用是否相等，也就可以判断实际值是否相等。

字符串常量池放在哪？

jdk1.7之前的不讨论，从jdk1.7开始，字符串常量池就开始放在堆中，然后本文的所有内容都是基于jdk1.8的

下面这个代码还是经常被问到的

String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
String str3 = new String("abc");
String str4 = new String("abc");
// trueSystem.out.println(str1 == str2);
// falseSystem.out.println(str1 == str3);
// falseSystem.out.println(str3 == str4);

内存中的结构如下

其中常量池中存的是引用

解释一下上面代码的输出，Java中有2种创建字符串对象的方式

String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
// trueSystem.out.println(str1 == str2);

采用字面值的方式创建一个字符串时，JVM首先会去字符串池中查找是否存在"abc"这个对象

如果不存在，则在字符串池中创建"abc"这个对象，然后将池中"abc"这个对象的地址赋给str1，这样str1会指向池中"abc"这个字符串对象

如果存在，则不创建任何对象，直接将池中"abc"这个对象的地址返回，赋给str2。因为str1、str2指向同一个字符串池中的"abc"对象，所以结果为true。

String str3 = new String("abc");
String str4 = new String("abc");
// falseSystem.out.println(str3 == str4);

采用new关键字新建一个字符串对象时，JVM首先在字符串池中查找有没有"abc"这个字符串对象，

如果没有，则首先在字符串池中创建一个"abc"字符串对象，然后再在堆中创建一个"abc"字符串对象，然后将堆中这个"abc"字符串对象的地址赋给str3

如果有，则不在池中再去创建"abc"这个对象了，直接在堆中创建一个"abc"字符串对象，然后将堆中的这个"abc"对象的地址赋给str4。这样，str4就指向了堆中创建的这个"abc"字符串对象；

因为str3和str4指向的是不同的字符串对象，结果为false。

缓存HashCode

String类在被创建的时候，hashcode就被缓存到hash成员变量中，因为String类是不可变的，所以hashcode是不会改变的。这样每次想使用hashcode的时候直接取就行了，而不用重新计算，提高了效率

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0
	}

可以用作HashMap的key

由于String类不可变的特性，所以经常被用作HashMap的key，如果String类是可变的，内容改变，hashCode也会改变，当根据这个key从HashMap中取的时候有可能取不到value，或者取到错的value

线程安全

不可变对象天生就是线程安全的，这样可以避免在多线程环境下对String做同步操作。

感谢大家的阅读，希望大家收益多多。

本文转自：https://blog.csdn.net/zzti_erlie/article/details/106872673

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