【Simple Java】為什麼Java中字符串是不可變的，simplejava

【Simple Java】為什麼Java中字符串是不可變的，simplejava

在Java中，字符串是一個不可變的類，一個不可變的類指的是它的實例對象不能被修改。所有關於這個對象的信息在這個對象被創建時已初始化，且它們不能被修改。不可變類有很多優勢，這篇文章總結了字符串被設計成不可變類的原因。一個合理的解釋依賴於對內存模型，同步，數據結構等的深度理解。

字符串常量池的需求

字符串常量池是方法區中的一塊特別存儲區域。當需要創建一個字符串時，如果它的值在字符串常量池中已存在，那麼常量池中的該字符串引用將被直接返回，而不會創建一個新的字符串對象返回其引用。

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

如果字符串是可變的，那麼通過一個引用改變字符串的值，其它該字符串對象的引用將得到錯誤的值。

緩存Hashcode

字符串的hashcode在java中經常被使用，如HashMap。不可變保證了hashcode會一直相同，所以它可以緩存起來而不需要擔心改變。這也意味著，每次使用String的時候，不需要重新計算hashcode，這使得性能更加有效。

在String類中，有一個hash字段用於緩存hash code。

private int hash;//this is used to cache hash code.

方便其它對象的使用

為了更加具體的說明，看下下面的程序：

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";

在這個例子中，如果字符串是可變的，那麼它的value會被改變，這將違背Set集合的設計（不允許重復元素）。當然，這僅僅是一個示例，實際情況，String是沒有value字段的。

安全性

字符串作為參數被廣泛使用，如網絡連接，文件打開操作等。如果字符串是可變的，那麼網絡連接或者文件將會被改變，這將引起嚴重的安全威脅。某個方法被認為連接到某一台機器，但是卻被改變了，連接到其它機器。在反射中，可變的字符串同樣會引起安全問題，因為參數同樣是字符串。

如下代碼是一個例子：

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);
}

不可變的對象天生線程安全

因為不可變對象不能被修改，它們可以被多線程共享，這消除了同步操作。

總的來說，字符串被設計成不可變是出於性能和安全考慮，這也是為什麼通常不可變類比較受歡迎。

譯文鏈接：http://www.programcreek.com/2013/04/why-string-is-immutable-in-java/