为何Java中的String是不可变的

原文出处：https://www.programcreek.com/2013/04/why-string-is-immutable-in-java/ 

在Java中String类是不可变的，简单来讲，一个不可变的类就意味着他的实例是不可修改的，实例的全部信息都是在实例建立的时候被初始化而且不可被修改。不可变类的设计有不少优势。这篇博文主要从内存，同步和数据结构的角度来具体说明这种不可变的概念。 

String Pool的须要

String Pool（String intern pool）是在方法区的一块特殊存储区域。当一个String被建立时若是发现当前String已经存在于String Pool，则会返回一个已存在String的引用而不会新建一个对象。

如下代码只会建立一个String对象在堆内存中。

String string1 = "abcd";
String string2 = "abcd";

  下图是建立的过程：

若是一个String是可变的，改变了一个引用指向的String会致使其余引用获得错误的值。

缓存Hashcode

在Java中，对于String的Hashcode使用是很是频繁的，例如在HashMap或HashSet中。将String设计成不可变能够保证他的Hashcode始终一致，这样Hashcode就能够被缓存而且不用担忧变化。这就意味着，不须要在每次使用String的时候都去计算他的Hashcode，这也使得程序运行的更加高效。

 

在String类中，关于Hashcode的代码以下

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

简化其余对象的使用

为了更加详细的阐述，咱们考虑如下程序：

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";

 

在这个例子中，若是String是可变的，那么就会违背set的设计初衷（set包含不重复的元素）。固然，上面的例子只是为了论证，实际上String类中没有value这个字段。

安全

String在不少Java类中被普遍用做参数，例如网络链接，文件打开等。假设String是可变的，一个链接或者一个文件就可能被改变，这会致使严重的安全隐患。某个方法觉得正在链接到一个机器，实际并无。可变的String还可能在反射的时候引起安全问题，由于反射的参数类型也是String。

如下是代码示例：

boolean connect(string s){
    if (!isSecure(s)) {
throw new SecurityException();
}
    //here will cause problem, if s is changed before this by using other references.   
    causeProblem(s);
}

不可变对象天生线程安全

由于不可变对象不能被改变，他们能够在多线程中被自由的共享，这就消除了对象同步的需求。

总的来讲，String被设计成不可变的出发点是效率和安全。这也是不可变类在不少状况下被优先使用的缘由。