为什么Java中的String类是不可变的?

发布时间：2017-09-13 19:00:08

String类是Java中的一个不可变类（immutable class）。简单来说，不可变类就是实例在被创建之后不可修改。在《Effective Java》 Item 15 中提到了为了使类成为不可变，需要遵循的五条规则：不要提供任何会修改对象状态的方法。保证类不会被扩展。使所 ...

String类是Java中的一个不可变类（immutable class）。简单来说，不可变类就是实例在被创建之后不可修改。

在《Effective Java》 Item 15 中提到了为了使类成为不可变，需要遵循的五条规则：

不要提供任何会修改对象状态的方法。
保证类不会被扩展。
使所有的域都是final的。
使所有域都成为私有的。
确保对于任何可变组件的互斥访问。

不可变类有许多优点，不可变类比可变类更加易于设计、实现和使用，不容易出错，且更加安全。

Java把String类设计为不可变类的几个原因：

1. 由于字符串池的存在

字符串驻留池（String intern pool）是方法区中的一块存储空间，当创建一个字符串时，如果池中已经存在相同的字符串就会返回其引用，而不是在堆中创建一个新对象。（此处指的是字面量创建字符串，用new关键字创建的话，无论池中存不存在都会在堆中创建一个新对象）

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

如果字符串是可变的话，通过一个引用改变它的值，将会导致其他引用的值也同样改变，从而可能发生错误。

2. 缓存hashcode

Java中经常用到一个字符串的hashcode，例如在HashMap和HashSet中。不可变性保证hashcode，不用考虑字符串是否发生改变。这意味着不需要每次使用时计算一遍hashcode，使程序更加高效。

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

3. 保证其他对象的使用

为了具体一点，举一个栗子。

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";

在这个例子中，如果String是可变的话将破坏HashSet（集合中可能会包含重复元素）。

4. 安全性

在Java中String被用作许多方法的参数，例如网络连接，对文件的操作等等。假如String不是不可变的，一个连接或文件将可能被改变，这会产生严重的安全隐患。

因为Java中反射的参数也是字符串，所以可变字符串同样会产生安全问题。

下面是一个例子：

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);}