Java的String不可變性

atinosun 發(fā)布于2019-08-19 11:07 / 995人閱讀

摘要：但是通過構造函數(shù)的并不是。通過構造函數(shù)創(chuàng)建的變量在機制上與其他對象一致，都是在上創(chuàng)建新的對象，然后把引用賦給變量。此外，的方法和等方法實現(xiàn)均是調(diào)用了構造函數(shù)創(chuàng)建了新的對象，所以他們返回的也都是存在于上的新對象。

String經(jīng)常在一個語言中或多或少都有些特殊地位。在Java亦不例外。今天先來討論，String是不可變的。

String是引用類型，String變量儲存一個地址，地址指向內(nèi)存堆中的String對象。當我們說變量不可變，有兩種不可變性：

變量儲存的地址不可變；

地址指向的對象內(nèi)容不可變。

String的不可變指的是哪一種？下面用例子來看。

通常有人在疑問String不可變時，會舉這樣的例子：我們平時不都像下面這樣在“修改”String字符串嗎：

String s = "hello,world";
s = "Hello,coder";
System.out.println(s);    //Hello,coder

我認為這只是一個語義上的誤導。賦值操作符=通常作用于基本數(shù)據(jù)類型時，確是修改變量的值。所以在這里讓人誤以為也是修改了變量的內(nèi)容。但是對于引用類型String，s="Hello,coder"的實際作用是將變量s指向另一個內(nèi)容為Hello,coder的新的對象。

所以，對于String不可變性的結論顯而易見了：String變量指向的地址是可變的，他的不可變性當然說的是第二種——地址指向的對象內(nèi)容不可變。

縱覽String的方法，String類確實沒有提供能從String外部修改對象的方法。我們熟悉的replace,substring等等方法都要返回一個String，其實都是在返回一個新的對象，而沒有修改原有的對象。

為什么要設計成對象內(nèi)容不可變？

String常量池

一個說法是便于實現(xiàn)String常量池。String存在于常量池中，當新創(chuàng)建一個字符串變量，如果字符串在內(nèi)存中已經(jīng)存在，那么就會把這個已經(jīng)存在于常量池對象的地址賦給變量。這樣可節(jié)省內(nèi)存開銷。

但這不完全對。

只有兩種情況下創(chuàng)建的String變量，他們才會指向常量池中的同一對象：

String是字面直接量賦值創(chuàng)建。字面直接量是編譯期常量，變量會指向常量池中的對象。所有字面量賦值創(chuàng)建的String變量都會指向常量池中的對象。

通過String類的intern()方法得到String變量也是指向常量池中的對象。

但是通過構造函數(shù)new String()的并不是。通過構造函數(shù)創(chuàng)建的String變量在機制上與其他對象一致，都是在heap上創(chuàng)建新的對象，然后把引用賦給變量。

簡單例子驗證。

String a = "hello,world";
String b = "hello,world";
boolean c = (a == b);                  //true

String d = new String("hello,world");
String e = new String("hello,world");;
boolean f = (d == e);                  //false

String g = d.intern();
boolean h = (a == g);                 //true

此外，String的方法substring,relpace和split等方法實現(xiàn)均是調(diào)用了構造函數(shù)創(chuàng)建了新的對象，所以他們返回的String也都是存在于heap上的新對象。

綜上來看似乎節(jié)省不了多少內(nèi)存，畢竟程序中編譯常量是少數(shù)，大多數(shù)String都是在運行時產(chǎn)生。

線程安全

這一點顯而易見，對象內(nèi)容都不可變了，自然不會有線程安全問題。

代碼安全

String經(jīng)常被用來存儲server connection, database connection或者file path等等。如果String可變，一旦代碼某處改動了字符串，會對系統(tǒng)有安全和穩(wěn)定性威脅。發(fā)生在其他普通字符串，則是不可預料的bug。尤其是代碼復雜度很高的時候，一個字符串對象被多個變量引用，直接修改對象內(nèi)容，引起所有引用該對象的變量都發(fā)生變化，容易引起bug。

當然這一點主要是降低程序員的錯誤和bug的可能。

其實，話說回來，在JAVA里，String不可變也并非特殊，所有包裝類Interger，Boolean等都是不可變類。

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