Java字符串的不可變是什么意思

這篇文章主要介紹“Java字符串的不可變是什么意思”，在日常操作中，相信很多人在Java字符串的不可變是什么意思問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”Java字符串的不可變是什么意思”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

前言

在 Java 開發(fā)中 String （字符串）對象是我們使用最頻繁的對象，也是很重要的對象。正是使用得如此頻繁，String 在實現(xiàn)層面上不斷進行優(yōu)化，從 Java6 到 Java7，再到 Java9 的新實現(xiàn) ，都是為了提升 String 對象的性能，而其中不變的是 String 所生俱來的特性：不可變。本文主要聊一聊 String 的不可變，以及為什么存在的。

什么是 String 的不可變

首先我們先來看下什么是不可變對象：一旦對象被創(chuàng)建并初始化后，內(nèi)部的狀態(tài)數(shù)據(jù)就會保持不變。查看 JDK 源碼中的 String 類，可以看到類本身被 final 修飾，并且內(nèi)部的大部分屬性都是 final 修飾的，除了字段 hash 是通過字符串內(nèi)容計算并緩存起來的。這樣的行為讓 String 類無法被擴展，內(nèi)部屬性也無法被修改。

接著我們再來用畫圖的形式來說明下 String 的不可變性。

通常我們初始化字符串都是以下形式：

String 類型的引用變量 a 保留了一個字符串對象 string 的引用，就如同下圖所示，箭頭則表示了變量 a 與真正 String 對象的引用關(guān)系。

再通過上述代碼，我們將變量 a 賦值給變量 b ，變量 b 也存儲了字符串對象 string的引用，它們指向的是同一個對象。

當我們嘗試對變量 a 重新賦值，看下對變量 b 會不會有影響呢

想必小伙伴一看就知道，打印的結(jié)果肯定是 string2,string，同樣用畫圖的方式展示這兩個變量與字符串對象的引用關(guān)系。

將變量 a 重新賦值后，保存了新的引用，而不是直接在原有的字符串對象上進行數(shù)據(jù)改變，同時變量 b 仍然存的是對象 string 的引用，變量 a 和 b 兩者相互獨立，不影響，這也正是說明了 String 對象的不可變。

在這里初認 Java 的小伙伴還可能會有些困惑：對一個String對象 a 賦值 string，然后又讓 a 值為 string2，這個時候a的值變成 了string2, a 的值改變了，為什么還說 String 對象不可變呢。

其實問題也很簡單，這里的 a 只是存儲 String 對象的引用，并不是對象本身，a 存儲的是指向?qū)ο笏趦?nèi)存的地址引用罷了，當?shù)诙钨x值時，a 引用指向了對象 string2的內(nèi)存地址，而對象 string2 是重新創(chuàng)建的，之前的 string 對象仍在內(nèi)存中，并且由變量 b 引用著。

除此之外，String 類的返回 String 對象的方法不會改變自身，都是返回一個新的 String 對象來實現(xiàn)，比如 concat，replace，substring 等等。

為什么 String 需要不可變

聊完什么是 String 的不可變后，接下來我們再說說 String 為什么需要不可變呢，又有什么好處呢？

字符串常量池的實現(xiàn)

在Java中，我們通常有兩種方式創(chuàng)建字符串對象，一種是通過字符串字面量方式創(chuàng)建，就如上文的代碼，另外一種就是通過 new 方式去創(chuàng)建，如 String c = new String("string 3"); 而兩者區(qū)別就在于通過字符串字面量的方式創(chuàng)建時，JVM 會現(xiàn)在字符串池中檢查字符串內(nèi)容是否已經(jīng)存在，如果存在就會直接返回對應的引用，而不是再次分配內(nèi)存進行創(chuàng)建，如果不存在就會分配在內(nèi)存中創(chuàng)建的同時將字符串數(shù)據(jù)緩存在字符串池中，便于重用。正是是由于字符串的不可變，同樣的字符串內(nèi)容可以讓 JVM 可以減少額外的內(nèi)存分配操作，直接使用在字符串池中字符串對象即可，對性能提升和內(nèi)存節(jié)省都大有好處。

關(guān)于字符串池，這里稍微簡單介紹一下：**Java 的字符串池屬于 JVM 專門給指定的特殊內(nèi)存區(qū)域，用來存儲字符串字面量。**在 Java 7 之前，分配于 JVM 的方法區(qū)內(nèi)，屬于常量池的一部分；而 Java7 之后字符串池被移至堆內(nèi)存進行管理，這樣的好處就是允許被 JVM 進行垃圾回收操作，將未被引用的字符串所占內(nèi)存即使回收，以此節(jié)省內(nèi)存。

Hashcode 緩存

字符串作為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，大量地應用在一些集合容器之中，尤其是一些散列集合，在散列集合中，存放元素都要根據(jù)對象的 hashCode() 方法來確定元素的位置。由于字符串 hashcode 屬性不會變更，保證了唯一性，使得類似 HashMap，HashSet 等容器才能實現(xiàn)相應的緩存功能。由于 String 的不可變，避免重復計算 hashcode，只有使用緩存的 hashcode 即可，這樣一來大大提高了在散列集合中使用 String 對象的性能。

線程安全

在多線程中，只有不變的對象和值是線程安全的，可以在多個線程中共享數(shù)據(jù)。由于 String 天然的不可變，當一個線程”修改“了字符串的值，只會產(chǎn)生一個新的字符串對象，不會對其他線程的訪問產(chǎn)生副作用，訪問的都是同樣的字符串數(shù)據(jù)，不需要任何同步操作。

安全性

由于字符串無論在任何 Java 系統(tǒng)中都廣泛使用，會用來存儲敏感信息，如賬號，密碼，網(wǎng)絡(luò)路徑，文件處理等場景里，保證字符串 String 類的安全性就尤為重要了，如果字符串是可變的，容易被篡改，那我們就無法保證使用字符串進行操作時，它是安全的，很有可能出現(xiàn) SQL 注入，訪問危險文件等操作。

結(jié)語

通過本文，我們介紹 String 是不可變的，可以將它們的引用可以被當作一個普通的變量來使用，無論是在方法間，還是線程間傳遞它們，都不用擔心它指向的實際 String 對象發(fā)生改變，并且不可變的特性也在語言層面和程序?qū)用嫔蠋Я嗽S多好處，在平常編程實踐中我們也應該多學習效仿，用 James Gosling，Java之父的話說就是”我會盡可能地使用不可變對象“。

到此，關(guān)于“Java字符串的不可變是什么意思”的學習就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續(xù)學習更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>