如何理解java中String的不可变性

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如何理解java中String的不可变性

2024-07-05 15:01| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录问题String类的声明final关键字的作用String的不变性String的不变性有哪些好处String真的是绝对不可变吗

问题

为什么大家都在说String是不可变的？

String类的声明 public final class String implements java.io.Serializable, Comparable, CharSequence { /** The value is used for character storage. */ private final char value[]; ... ... public String(char value[]) { this.value = Arrays.copyOf(value, value.length); }

java中String声明是final类型，说明String不可继承，String里面核心存储值的value是一个char[]数组也使用了final修饰，说明value的引用地址是不改变。

final关键字的作用

使用final修饰的变量，编译器不允许我们做修改的，举例说明：

@Test public void finalTest(){ final char[] value = {'a','a','a'}; char[] value2 = {'b','b','b'}; value = value2;//cannot assign a value to final variable }

上面value = value2这一行会报错，无法为final修饰的变量赋值，意思就是使用final修饰的变量的引用不能被更改。但是引用不能被更改不代表不能改变里面的值。如下说所示：

@Test public void finalTest() { final char[] value = {'a', 'a', 'a'}; System.out.println(value); value[2] = 'b';//将索引位置为2的修改为b System.out.println(value); }

打印结果：

aaa aab String的不变性

这里简单的例子测试一下String的不可变性

@Test public void testString() { String test1 = new String("aaa"); StringBuilder test2 = new StringBuilder("aaa"); System.out.println("输出原始的test1：" + test1); System.out.println("输出原始的test2：" + test2.toString()); //追加字符串之后 String afaddStr = addString(test1); StringBuilder afaddStrBuild = addStringBuilder(test2); System.out.println("输出原始的test1：" + test1); System.out.println("输出原始的test2：" + test2.toString()); } /** * 向字符串中添加bbb * * @param str */ public String addString(String str) { str = str + "bbb"; return str; } /** * 向字符串中追加bbb * * @param str */ public StringBuilder addStringBuilder(StringBuilder str) { str.append("bbb"); return str; }

结果输出：

输出原始的test1：aaa 输出原始的test2：aaa 输出原始的test1：aaa 输出原始的test2：aaabbb

test1在一顿操作之后还保留了原来的样子，但是test2已经被改变了，其实String这种不可变性我们经常无意间使用，最常见的使用场景就是HashSet的值。看如下示例：

@Test public void testString2() { String key1 = new String("aaa"); StringBuilder key2 = new StringBuilder("aaa"); HashSet set = new HashSet(); set.add(key1); set.add(key2); System.out.println("原始存储的set值："+ set.toString()); /**************模拟业务操作******************/ String afaddStr = addString(key1); StringBuilder afaddStrBuild = addStringBuilder(key2); /**************模拟业务操作****end***********/ System.out.println("业务执行后set值："+ set.toString()); } /** * 向字符串中添加bbb * * @param str */ public String addString(String str) { str = str + "bbb"; return str; } /** * 向字符串中追加bbb * * @param str */ public StringBuilder addStringBuilder(StringBuilder str) { str.append("bbb"); return str; }

如果使用StringBuilder存储则我们无意间的业务操作会改变Set中的值，这可能引起不必要的麻烦。

String的不变性有哪些好处只有当字符串是不可变的，字符串池才有可能实现。字符串池的实现可以在运行时节约很多heap空间，因为不同的字符串变量都指向池中的同一个字符串。如果字符串是可变的，那么String interning将不能实现(String interning是指对不同的字符串仅仅只保存一个，即不会保存多个相同的字符串)，因为这样的话，如果变量改变了它的值，那么其它指向这个值的变量的值也会一起改变。如果字符串是可变的，那么会引起很严重的安全问题。譬如，数据库的用户名、密码都是以字符串的形式传入来获得数据库的连接，或者在socket编程中，主机名和端口都是以字符串的形式传入。因为字符串是不可变的，所以它的值是不可改变的，否则黑客们可以钻到空子，改变字符串指向的对象的值，造成安全漏洞。因为字符串是不可变的，所以是多线程安全的，同一个字符串实例可以被多个线程共享。这样便不用因为线程安全问题而使用同步。字符串自己便是线程安全的。因为字符串是不可变的，所以在它创建的时候hashcode就被缓存了，不需要重新计算。这就使得字符串很适合作为Map中的键，字符串的处理速度要快过其它的键对象。这就是HashMap中的键往往都使用字符串。 String真的是绝对不可变吗

看如下例子：

@Test public void testString3() throws IllegalAccessException, NoSuchFieldException { String strObj = new String("aaa"); System.out.println("反射执行前字符串：" + strObj); System.out.println("反射执行前的hash值：" + strObj.hashCode()); Field field = strObj.getClass().getDeclaredField("value"); field.setAccessible(true); char[] value = (char[]) field.get(strObj); value[2] = 'b'; System.out.println("反射执行后字符串：" + strObj); System.out.println("反射执行后的hash值：" + strObj.hashCode()); }

打印结果如下：

反射执行前字符串：aaa 反射执行前的hash值：96321 反射执行后字符串：aab 反射执行后的hash值：96321

说明通过反射我们是可以修改String的值的

参考如下：

https://www.zhihu.com/question/20618891

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