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Java string不可變?cè)韺?shí)例解析

更新時(shí)間：2020年04月27日 09:29:12 作者：牛頓頓的星空

這篇文章主要介紹了Java string不可變?cè)韺?shí)例解析,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下

我最喜歡的 Java 面試問(wèn)題，不好回答，但同時(shí)也非常有用。一些面試者也常問(wèn)這個(gè)問(wèn)題，為什么 String 在 Java 中是 final 的。

字符串在 Java 中是不可變的，因?yàn)?String 對(duì)象緩存在 String 池中。由于緩存的字符串在多個(gè)客戶之間共享，因此始終存在風(fēng)險(xiǎn)，其中一個(gè)客戶的操作會(huì)影響所有其他客戶。

例如，如果一段代碼將 String “Test” 的值更改為 “TEST”，則所有其他客戶也將看到該值。由于 String 對(duì)象的緩存是性能的重要保證，因此通過(guò)使 String 類不可變來(lái)避免這種風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，String 是 final 的，因此沒有人可以通過(guò)擴(kuò)展和覆蓋行為來(lái)破壞 String 類的不變性、緩存、散列值的計(jì)算等。String 類不可變的另一個(gè)原因可能是由于 HashMap。

由于把字符串作為 HashMap 鍵很受歡迎。對(duì)于鍵值來(lái)說(shuō)，不可變性是非常的重要，以便用它們檢索存儲(chǔ)在 HashMap 中的值對(duì)象。由于 HashMap 的工作原理是散列，因此需要具有相同的值才能正常運(yùn)行。如果在插入后修改了 String 的內(nèi)容，可變的 String 將在插入和檢索時(shí)生成兩個(gè)不同的哈希碼，可能會(huì)丟失 Map 中的值對(duì)象。

字符串是Java 非常特殊的類。我還沒有看到一個(gè)沒有使用 String 編寫的 Java 程序。這就是為什么對(duì) String 的充分理解對(duì)于 Java 開發(fā)人員來(lái)說(shuō)非常重要。關(guān)注微信公眾號(hào)：Java技術(shù)棧，在后臺(tái)回復(fù)：Java，可以獲取我整理的 N 篇 Java 教程，都是干貨。

String 是數(shù)據(jù)類型，也傳輸對(duì)象和中間人。這種多重角色的重要性和流行性，也使這個(gè)問(wèn)題在 Java 面試中很常見。

為什么 String 在 Java 中是不可變的是 Java 中最常被問(wèn)到的字符串訪問(wèn)問(wèn)題之一，它首先討論了什么是 String，Java 中的 String 如何與 C 和 C++ 中的 String 不同，然后轉(zhuǎn)向在Java中什么是不可變對(duì)象，不可變對(duì)象有什么好處，為什么要使用它們以及應(yīng)該使用哪些場(chǎng)景。

這個(gè)問(wèn)題有時(shí)也會(huì)問(wèn)：“為什么 String 在 Java 中是 final 的”。鉆個(gè)牛角尖，你確定是不變的嗎，看這篇：Java 中的 String 真的是不可變的嗎？在類似的說(shuō)明中，如果你正在準(zhǔn)備Java 面試，我建議你看看Java編程面試公開書，這是高級(jí)和中級(jí)Java程序員的優(yōu)秀資源。它包含來(lái)自所有重要 Java 主題的問(wèn)題，包括多線程，集合，GC，JVM內(nèi)部以及 Spring和 Hibernate 框架等。

正如我所說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題可能有很多可能的答案，而 String 類的唯一設(shè)計(jì)者可以放心地回答它。我在 Joshua Bloch 的 Effective Java 書中期待一些線索，但他也沒有提到它。我認(rèn)為以下幾點(diǎn)解釋了為什么 String 類在 Java 中是不可變的或 final 的：

1) 想象字符串池沒有使字符串不可變，它根本不可能，因?yàn)樵谧址氐那闆r下，一個(gè)字符串對(duì)象/文字，例如 “Test” 已被許多參考變量引用，因此如果其中任何一個(gè)更改了值，其他參數(shù)將自動(dòng)受到影響，即假設(shè)

String A="Test";String B="Test";

現(xiàn)在字符串 B 調(diào)用 "Test".toUpperCase(), 將同一個(gè)對(duì)象改為“TEST”，所以 A 也是 “TEST”，這不是期望的結(jié)果。

下圖顯示了如何在堆內(nèi)存和字符串池中創(chuàng)建字符串。

2) 字符串已被廣泛用作許多 Java 類的參數(shù)，例如，為了打開網(wǎng)絡(luò)連接，你可以將主機(jī)名和端口號(hào)作為字符串傳遞，你可以將數(shù)據(jù)庫(kù) URL 作為字符串傳遞, 以打開數(shù)據(jù)庫(kù)連接，你可以通過(guò)將文件名作為參數(shù)傳遞給 File I/O 類來(lái)打開 Java 中的任何文件。

如果 String 不是不可變的，這將導(dǎo)致嚴(yán)重的安全威脅，我的意思是有人可以訪問(wèn)他有權(quán)授權(quán)的任何文件，然后可以故意或意外地更改文件名并獲得對(duì)該文件的訪問(wèn)權(quán)限。

由于不變性，你無(wú)需擔(dān)心這種威脅。這個(gè)原因也說(shuō)明了，為什么 String 在 Java 中是最終的，通過(guò)使 java.lang.String final，Java設(shè)計(jì)者確保沒有人覆蓋 String 類的任何行為。

3) 由于 String 是不可變的，它可以安全地共享許多線程，這對(duì)于多線程編程非常重要. 并且避免了 Java 中的同步問(wèn)題，不變性也使得String 實(shí)例在 Java 中是線程安全的，這意味著你不需要從外部同步 String 操作。

關(guān)于 String 的另一個(gè)要點(diǎn)是由截取字符串 SubString 引起的內(nèi)存泄漏，這不是與線程相關(guān)的問(wèn)題，但也是需要注意的。

4) 為什么 String 在 Java 中是不可變的另一個(gè)原因是允許 String 緩存其哈希碼，Java 中的不可變 String 緩存其哈希碼，并且不會(huì)在每次調(diào)用 String 的 hashcode 方法時(shí)重新計(jì)算，這使得它在 Java 中的 HashMap 中使用的 HashMap 鍵非常快。

簡(jiǎn)而言之，因?yàn)?String 是不可變的，所以沒有人可以在創(chuàng)建后更改其內(nèi)容，這保證了 String 的 hashCode 在多次調(diào)用時(shí)是相同的。

5) String 不可變的絕對(duì)最重要的原因是它被類加載機(jī)制使用，因此具有深刻和基本的安全考慮。如果 String 是可變的，加載“java.io.Writer” 的請(qǐng)求可能已被更改為加載 “mil.vogoon.DiskErasingWriter”. 安全性和字符串池是使字符串不可變的主要原因。

順便說(shuō)一句，上面的理由很好回答另一個(gè)Java面試問(wèn)題: “為什么String在Java中是最終的”。要想是不可變的，你必須是最終的，這樣你的子類不會(huì)破壞不變性。你怎么看？

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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