String 的不可變真的是由於 final 嗎？

🎓 盡人事，聽天命。博主東南大學碩士在讀，熱愛健身和籃球，樂於分享技術相關的所見所得，關注公衆號 @ 飛天小牛肉，第一時間獲取文章更新，成長的路上咱們一塊兒進步

🎁 本文已收錄於 「CS-Wiki」Gitee 官方推薦項目，現已累計 1.6k+ star，致力打造完善的後端知識體系，在技術的路上少走彎路，歡迎各位小夥伴前來交流學習

🍉 若是各位小夥伴春招秋招沒有拿得出手的項目的話，能夠參考我寫的一個項目「開源社區系統 Echo」Gitee 官方推薦項目，目前已累計 600+ star，基於 SpringBoot + MyBatis + MySQL + Redis + Kafka + Elasticsearch + Spring Security + ... 並提供詳細的開發文檔和配套教程。公衆號後臺回覆 Echo 能夠獲取配套教程，目前尚在更新中

---

String 爲啥不可變？由於 String 中的 char 數組被 final 修飾。這套回答相信各位已經背爛了，But 這並不正確！

• 面試官：講講 String、StringBuilder、StringBuffer 的區別
• 我：String 不可變，而 StringBuilder 和 StringBuffer 可變，叭叭叭 ......
• 面試官：String 爲何不可變？
• 我：String 被 final 修飾，這說明 String 不可繼承；而且String 中真正存儲字符的地方是 char 數組，這個數組被 final 修飾，因此 String 不可變
• 面試官：String 的不可變真的是由於 final 嗎？
• 我：是.....是的吧
• 面試官：OK，你這邊還有什麼問題嗎？
• 我：卒......

什麼是不可變？

《Effective Java》中對於不可變對象（Immutable Object）的定義是：對象一旦被建立後，對象全部的狀態及屬性在其生命週期內不會發生任何變化。這就意味着，一旦咱們將一個對象分配給一個變量，就沒法再經過任何方式更改對象的狀態了。

String 不可變的表現就是當咱們試圖對一個已有的對象 "abcd" 賦值爲 "abcde"，String 會新建立一個對象：

String 爲何不可變？

String 用 final 修飾 char 數組，這個數組沒法被修改，這麼說確實沒啥問題。

可是！！！這個沒法被修改僅僅是指引用地址不可被修改（也就是說棧裏面的這個叫 value 的引用地址不可變，編譯器不容許咱們把 value 指向堆中的另外一個地址），並不表明存儲在堆中的這個數組自己的內容不可變。舉個例子：

若是咱們直接修改數組中的元素，是徹底 OK 的：

那既然咱們說 String 是不可變的，那顯然僅僅靠 final 是遠遠不夠的：

1）首先，char 數組是 private 的，而且 String 類沒有對外提供修改這個數組的方法，因此它初始化以後外界沒有有效的手段去改變它；

2）其次，String 類被 final 修飾的，也就是不可繼承，避免被他人繼承後破壞；

3）最重要的！是由於 Java 做者在 String 的全部方法裏面，都很當心地避免去修改了 char 數組中的數據，涉及到對 char 數組中數據進行修改的操做所有都會從新建立一個 String 對象。你能夠隨便翻個源碼看看來驗證這個說法，好比 substring 方法：

爲何要設計成不可變的呢？

1）首先，字符串常量池的須要。

咱們來回顧一下字符串常量池的定義：大量頻繁的建立字符串，將會極大程度的影響程序的性能。爲此，JVM 爲了提升性能和減小內存開銷，在實例化字符串常量的時候進行了一些優化：

• 爲字符串開闢了一個字符串常量池 String Pool，能夠理解爲緩存區
• 建立字符串常量時，首先檢查字符串常量池中是否存在該字符串
• 若字符串常量池中存在該字符串，則直接返回該引用實例，無需從新實例化；若不存在，則實例化該字符串並放入池中。

以下面的代碼所示，堆內存中只會建立一個 String 對象：

String str1 = "hello";
String str2 = "hello";

System.out.println(str1 == str2) // true

假設 String 容許被改變，那若是咱們修改了 str2 的內容爲 good，那麼 str1 也會被修改，顯然這不是咱們想要看見的結果。

2）另一點也比較容易想到，String 被設計成不可變就是爲了安全。

做爲最基礎最經常使用的數據類型，String 被許多 Java 類庫用來做爲參數，若是 String 不是固定不變的，將會引發各類安全隱患。

舉個例子，咱們來看看將可變的字符串 StringBuilder 存入 HashSet 的場景：

咱們把可變字符串 s3 指向了 s1 的地址，而後改變 s3 的值，因爲 StringBuilder 沒有像 String 那樣設計成不可變的，因此 s3 就會直接在 s1 的地址上進行修改，致使 s1 的值也發生了改變。因而，糟糕的事情發生了，HashSet 中出現了兩個相等的元素，破壞了 HashSet 的不包含重複元素的原則。

另外，在多線程環境下，衆所周知，多個線程同時想要修改同一個資源，是存在危險的，而 String 做爲不可變對象，不能被修改，而且多個線程同時讀同一個資源，是徹底沒有問題的，因此 String 是線程安全的。

String 真的不可變嗎？

想要改變 String 無非就是改變 char 數組 value 的內容，而 value 是私有屬性，那麼在 Java 中有沒有某種手段能夠訪問類的私有屬性呢？

沒錯，就是反射，使用反射能夠直接修改 char 數組中的內容，固然，通常來講咱們不這麼作。

看下面代碼：

總結

總結來講，並非由於 char 數組是 final 才致使 String 的不可變，而是爲了把 String 設計成不可變才把 char 數組設置爲 final 的。下面是一些建立不可變對象的簡單策略，固然，也並不是全部不可變類都徹底遵照這些規則：

• 不要提供 setter 方法（包括修改字段的方法和修改字段引用對象的方法）；
• 將類的全部字段定義爲 final、private 的；
• 不容許子類重寫方法。簡單的辦法是將類聲明爲 final，更好的方法是將構造函數聲明爲私有的，經過工廠方法建立對象；
• 若是類的字段是對可變對象的引用，不容許修改被引用對象。

🎉 關注公衆號 | 飛天小牛肉，即時獲取更新

• 博主東南大學碩士在讀，利用課餘時間運營一個公衆號『 飛天小牛肉 』，2020/12/29 日開通，專一分享計算機基礎（數據結構 + 算法 + 計算機網絡 + 數據庫 + 操做系統 + Linux）、Java 基礎和麪試指南的相關原創技術好文。本公衆號的目的就是讓你們能夠快速掌握重點知識，有的放矢。但願你們多多支持哦，和小牛肉一塊兒成長 😃
• 並推薦我的維護的開源教程類項目： CS-Wiki（Gitee 推薦項目，現已累計 1.6k+ star）, 致力打造完善的後端知識體系，在技術的路上少走彎路，歡迎各位小夥伴前來交流學習 ~ 😊
• 若是各位小夥伴春招秋招沒有拿得出手的項目的話，能夠參考我寫的一個項目「開源社區系統 Echo」Gitee 官方推薦項目，目前已累計 600+ star，基於 SpringBoot + MyBatis + MySQL + Redis + Kafka + Elasticsearch + Spring Security + ... 並提供詳細的開發文檔和配套教程。公衆號後臺回覆 Echo 能夠獲取配套教程，目前尚在更新中。