Java中String是不可變的原因是什么

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在Java中String類是不可變的，簡單來說，一個不可變的類就意味著他的實例是不可修改的，實例的所有信息都是在實例創建的時候被初始化并且不可被修改。不可變類的設計有很多優點。這篇博文主要從內存，同步和數據結構的角度來具體說明這種不可變的概念。 

String Pool的需要

String Pool（String intern pool）是在方法區的一塊特殊存儲區域。當一個String被創建時如果發現當前String已經存在于String Pool，則會返回一個已存在String的引用而不會新建一個對象。

以下代碼只會創建一個String對象在堆內存中。

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

  下圖是創建的過程：

如果一個String是可變的，改變了一個引用指向的String會導致其他引用得到錯誤的值。

緩存Hashcode

在Java中，對于String的Hashcode使用是非常頻繁的，例如在HashMap或HashSet中。將String設計成不可變可以保證他的Hashcode始終一致，這樣Hashcode就可以被緩存并且不用擔心變化。這就意味著，不需要在每次使用String的時候都去計算他的Hashcode，這也使得程序運行的更加高效。

在String類中，關于Hashcode的代碼如下

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

簡化其他對象的使用

為了更加詳細的闡述，我們考慮以下程序：

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";

在這個例子中，如果String是可變的，那么就會違背set的設計初衷（set包含不重復的元素）。當然，上面的例子只是為了論證，實際上String類中沒有value這個字段。

安全

String在很多Java類中被廣泛用作參數，例如網絡連接，文件打開等。假設String是可變的，一個連接或者一個文件就可能被改變，這會導致嚴重的安全隱患。某個方法以為正在連接到一個機器，實際并沒有。可變的String還可能在反射的時候引發安全問題，因為反射的參數類型也是String。

以下是代碼示例：

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);
}

不可變對象天生線程安全

因為不可變對象不能被改變，他們可以在多線程中被自由的共享，這就消除了對象同步的需求。

總的來說，String被設計成不可變的出發點是效率和安全。這也是不可變類在很多情況下被優先使用的原因。

以上是“Java中String是不可變的原因是什么”這篇文章的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內容對大家有所幫助，如果還想學習更多知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道！