为何Java要把字符串设计成不可变的

原文出处： Hollis（@Hollis_Chuang）

String是Java中一个不可变的类，因此他一旦被实例化就没法被修改。不可变类的实例一旦建立，其成员变量的值就不能被修改。不可变类有不少优点。本文总结了为何字符串被设计成不可变的。将涉及到内存、同步和数据结构相关的知识。

字符串池

字符串池是方法区中的一部分特殊存储。当一个字符串被被建立的时候，首先会去这个字符串池中查找，若是找到，直接返回对该字符串的引用。

下面的代码只会在堆中建立一个字符串

1 2	String string1 =  "abcd" ; String string2 =  "abcd" ;

下面是图示：

若是字符串可变的话，当两个引用指向指向同一个字符串时，对其中一个作修改就会影响另一个。（请记住该影响，有助于理解后面的内容）

缓存Hashcode

Java中常常会用到字符串的哈希码（hashcode）。例如，在HashMap中，字符串的不可变能保证其hashcode永远保持一致，这样就能够避免一些没必要要的麻烦。这也就意味着每次在使用一个字符串的hashcode的时候不用从新计算一次，这样更加高效。

在String类中，有如下代码：

1	private  int  hash; //this is used to cache hash code.

以上代码中hash变量中就保存了一个String对象的hashcode，由于String类不可变，因此一旦对象被建立，该hash值也没法改变。因此，每次想要使用该对象的hashcode的时候，直接返回便可。

使其余类的使用更加便利

在介绍这个内容以前，先看如下代码：

1 2 3 4 5 6 7

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" ;

在上面的例子中，若是字符串能够被改变，那么以上用法将有可能违反Set的设计原则，由于Set要求其中的元素不能够重复。上面的代码只是为了简单说明该问题，其实String类中并无value这个字段值。

安全性

String被普遍的使用在其余Java类中充当参数。好比网络链接、打开文件等操做。若是字符串可变，那么相似操做可能致使安全问题。由于某个方法在调用链接操做的时候，他认为会链接到某台机器，可是实际上并无（其余引用同一String对象的值修改会致使该链接中的字符串内容被修改）。可变的字符串也可能致使反射的安全问题，由于他的参数也是字符串。

代码示例：

1 2 3 4 5 6 7

boolean  connect(string s){      if  (!isSecure(s)) { throw  new  SecurityException(); }      //若是s在该操做以前被其余的引用所改变，那么就可能致使问题。         causeProblem(s); }

不可变对象天生就是线程安全的

由于不可变对象不能被改变，因此他们能够自由地在多个线程之间共享。不须要任何同步处理。

总之，String被设计成不可变的主要目的是为了安全和高效。因此，使String是一个不可变类是一个很好的设计。

问啊-定制化IT教育平台，牛人一对一服务，有问必答，开发编程社交头条 官方网站：www.wenaaa.com 下载问啊APP，参与官方悬赏，赚百元现金。

QQ群290551701 汇集不少互联网精英，技术总监，架构师，项目经理！开源技术研究，欢迎业内人士，大牛及新手有志于从事IT行业人员进入！