java中stirng真的不可改变么？

news2024/11/14 6:21:10

1. 字符数组的私有性和不可变性

2. 没有提供修改内容的方法

3. 共享字符串常量池

4.不可变性的优点

5.结论

🎈边走、边悟🎈迟早会好

Java 中的 String 对象是不可变的。不可变性意味着一旦创建了一个 String 对象，它的值就不能再被改变。这一特性在 Java 中是通过以下方式实现的：

1. 字符数组的私有性和不可变性

String 类在内部使用一个字符数组来存储字符串的内容。这个字符数组是私有的，并且没有提供修改其内容的方法。

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence { 
private final char value[];
 ... 
}

由于 value 是 final，所以一旦分配了数组引用，就不能再改变它指向的数组。但是注意，这并不阻止数组本身的内容被改变（假设能访问到这个数组）。不过，由于它是私有的，并且没有方法暴露它，外部是无法直接修改这个数组的内容。

2. 没有提供修改内容的方法

String 类没有提供任何方法来修改其内容。所有修改 String 对象的方法（例如 concat、substring、replace 等）都会返回一个新的 String 对象，而不会修改原来的对象。

String s = "Hello"; String t = s.replace('H', 'J');
 // s 仍然是 "Hello"，t 是 "Jello"

3. 共享字符串常量池

Java 通过字符串常量池来优化 String 对象的存储。当你创建一个字符串字面量时，Java 会先检查常量池中是否已经有一个相同值的字符串对象。如果有，则返回这个对象的引用；如果没有，则创建一个新的字符串对象并放入池中。这进一步增强了 String 对象的不可变性，因为同一个字符串字面量在 JVM 中只有一个实例。

String s1 = "Hello"; String s2 = "Hello"; 
System.out.println(s1 == s2); // 输出 true

4.不可变性的优点

线程安全：String 对象是不可变的，因此可以在多个线程间安全地共享，不需要同步。
性能优化：由于字符串不可变，Java 可以安全地在字符串常量池中缓存和重用字符串。
安全性：不可变的字符串可以防止不小心或恶意修改，例如在使用字符串作为哈希表的键或在网络传输中。

5.结论

Java 的 String 对象确实是不可变的。这种不可变性是通过类设计、私有字段和缺乏修改方法来实现的，从而提供了许多线程安全性和性能方面的优势。如果需要可变的字符串，可以使用 StringBuilder 或 StringBuffer 类。

示例代码

public class StringImmutability {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "Hello";
        String s2 = "World";
        
        // s1 和 s2 都是不可变的
        String s3 = s1.concat(s2); // 生成新的字符串 "HelloWorld"
        
        System.out.println("s1: " + s1); // 输出 "Hello"
        System.out.println("s2: " + s2); // 输出 "World"
        System.out.println("s3: " + s3); // 输出 "HelloWorld"
    }
}

通过以上示例，可以看到 s1 和 s2 在调用 concat 方法后仍然保持原样，说明 String 对象是不可变的。

如果想强行改变，可以通过反射进行改变，但不推荐，因为违反了 Java 对 String 类的不可变设计原则，会造成一些安全问题

String str = "Hello tingyi";
System.out.println(str); // Hello tingyi

Field field = String.class.getDeclaredField("value");
field.setAccessible(true);

char[] value = (char[])field.get(str);
value[6] = 'J';
value[7] = 'a';
value[8] = 'v';
value[9] = 'a';
value[10] = '!';
value[11] = '!';
System.out.println(str); // Hello Java!!