为什么要把 String 设计成不可变的呢？有什么好处呢？

这个问题，困扰过很多人，甚至有人直接问过 Java 的创始人 James Gosling。

在一次采访中 James Gosling 被问到什么时候应该使用不可变变量，他给出的回答是：

I would use an immutable whenever i can.

那么，他给出这个答案背后的原因是什么呢？是基于哪些思考呢？

其实，主要是从缓存、安全性、线程安全和性能等角度触发的。

缓存

字符串是使用最广泛的数据结构。大量字符串的创建始非常耗费资源的，所以，Java 提供了对字符串的缓存功能，可以大大的节省堆空间。

JVM 中专门开辟了一部分空间来存储 Java 字符串，那就是字符串池。

通过字符串池，两个内容相同的字符串变量，可以从池中指向同一个字符串对象，从而节省了关键的内存资源。

        String s="abc";
        String s2=s;

对于这个例子， s 和 s2 都表示 “abc”，所以他们会指向字符串池中的同一个字符串对象：

但是，之所以可以这么做，主要是因为字符串的不变性。试想一下，如果字符串是可变的，我们一旦修改了 s 的内容，那必然导致 s2 的内容也被动的改变了，这显然不是我们想看到的。

安全性

字符串在 Java 应用程序中广泛用于存储敏感信息，如用户名、密码、连接 url、网络连接等。JVM 类加载器在加载类的时候也广泛地使用它。

因此，保护 String 类对于提升整个应用程序的安全性至关重要。

当我们在程序中传递一个字符串的时候，如果这个字符串的内容是不可变的，那么我们就可以相信这个字符串中的内容。

但是，如果是可变的，那么这个字符串内容就可能随时都被修改。那么这个字符串内容就完全不可信了。这样整个系统就没有安全性可言了。

线程安全

不可变会自动使字符串成为线程安全的，因为当从多个线程访问它们时，它们不会被更改。

因此，一般来说，不可变对象可以在同时运行的多个线程之间共享。它们也是线程安全的，因为如果线程更改了值，那么将在字符串池中创建一个新的字符串，而不是修改相同的值。因此，字符串对于多线程来说是安全的。

hashcode 缓存

由于字符串对象被广泛地用作数据结构，它们也被广泛地用于哈希实现，如 HashMap、HashTable、HashSet 等。在对这些散列实现进行操作时，经常调用 hashCode() 方法。

不可变性保证了字符串的值不会被改变。因此，hashCode() 方法在 String 类中被重写，以方便缓存，这样在第一次 hashCode() 调用期间计算和缓存散列，并从那时起返回相同的值。

在 String 类中，有以下代码：

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0

性能

前面提到了的字符串池、hashcode 缓存等，都是提升性能的体现。

因为字符串不可变，所以可以用字符串池缓存，可以大大节省堆内存。而且还可以提前堆 hashcode 进行缓存，更加高效。

由于字符串是应用最广泛的数据结构，提高字符串的性能对提高整个应用程序的总体性能有相当大的影响。