在逛 programcreek 的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了一些精妙絕倫的主題。比如說(shuō)：為什么 Java 字符串是不可變的？像這類(lèi)靈魂拷問(wèn)的主題，非常值得深思。對(duì)于絕大多數(shù)的初級(jí)程序員來(lái)說(shuō)，往往停留在“知其然不知其所以然”的層面上——會(huì)用，但要說(shuō)底層的原理，可就只能撓撓頭雙手一攤一張問(wèn)號(hào)臉了。很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我也一直處于這種層面上。導(dǎo)致的局面就是，我在挖一些高深點(diǎn)的技術(shù)方案時(shí)，往往束手無(wú)策；在讀一些高深點(diǎn)的技術(shù)文章時(shí)，往往理解不了作者在說(shuō)什么。借此機(jī)會(huì)，我就和大家一起，對(duì)“為什么 Java 字符串是不可變的”進(jìn)行一次深入地研究。注意了，準(zhǔn)備打怪升級(jí)了！

01. 圖文分析

來(lái)看下面這行代碼。String alita = "阿麗塔";這行代碼在字符串常量池中創(chuàng)建了一個(gè)內(nèi)容為“阿麗塔”的對(duì)象，并將其賦值給了字符串變量 alita(存儲(chǔ)的是字符串對(duì)象"阿麗塔"的引用)。如下圖所示。再來(lái)看下面這行代碼。String wanger = alita;這行代碼將字符串變量 alita 賦值給了字符串變量 wanger。這時(shí)候，wanger 和 alita 存儲(chǔ)的是同一個(gè)字符串對(duì)象的引用。如下圖所示。再來(lái)看下面這行代碼。alita = "戰(zhàn)斗天使".concat(alita);這行代碼將字符串“戰(zhàn)斗天使”拼接在字符串變量 alita 的前面，并重新賦值給 alita。這個(gè)過(guò)程就比之前的復(fù)雜了。我們需要先來(lái)看看?concat()方法做了什么，源碼如下所示。public String concat(String str) { int otherLen = str.length(); if (otherLen == 0) { return this; } int len = value.length; char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen); str.getChars(buf, len); return new String(buf, true);}可以看得出，"戰(zhàn)斗天使".concat(alita)這行代碼會(huì)先在字符串常量池中創(chuàng)建一個(gè)新的字符串對(duì)象，內(nèi)容為“戰(zhàn)斗天使”，然后?concat()方法會(huì)將其對(duì)應(yīng)的字符數(shù)組和“阿麗塔”對(duì)應(yīng)的字符數(shù)組復(fù)制到一個(gè)新的字符數(shù)組 buf 中，最后，再通過(guò) new 關(guān)鍵字創(chuàng)建了一個(gè)新的字符串對(duì)象，并返回。如下圖所示。從上圖中可以得出結(jié)論，alita 此時(shí)引用的是在堆中新創(chuàng)建的字符串對(duì)象。

02. 對(duì)象和對(duì)象引用

可能有些讀者看完上面的圖文分析沒(méi)有理解反而更疑惑了：alita 不是變了嗎？從“阿麗塔”變?yōu)椤皯?zhàn)斗天使阿麗塔”？怎么還說(shuō)字符串是不可變的呢？這里需要給大家解釋一下，什么是對(duì)象，什么是對(duì)象引用。在 Java 中，由于不能直接操作對(duì)象本身，所以就有了對(duì)象引用這個(gè)概念，對(duì)象引用存儲(chǔ)的是對(duì)象在內(nèi)存中的地址。PS：Java 虛擬機(jī)在執(zhí)行程序的過(guò)程中會(huì)把內(nèi)存區(qū)域劃分為若干個(gè)不同的數(shù)據(jù)區(qū)域，如下圖所示。對(duì)象存儲(chǔ)在堆(heap)中，而對(duì)象的引用存儲(chǔ)在棧(stack)中。我們通常所說(shuō)的“字符串是不可變的”是指“字符串對(duì)象是不可變的”。alita 是字符串對(duì)象“阿麗塔”或者“戰(zhàn)斗天使阿麗塔”的引用。這下應(yīng)該明白了吧？

03. 源碼分析

我們來(lái)看一下 String 類(lèi)的部分源碼。public final class Stringimplements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {/** The value is used for character storage. */private final char value[];}可以看得出， String 類(lèi)其實(shí)是通過(guò)操作字符數(shù)組 value 實(shí)現(xiàn)的。而 value 是 private 的，也沒(méi)有提供?serValue()這樣的方法進(jìn)行修改；況且 value 還是 final 的，意味著 value 一旦被初始化，就無(wú)法進(jìn)行改變。另外呢，String 類(lèi)提供的方法，比如說(shuō)?substring()：public String substring(int beginIndex) {int subLen = value.length - beginIndex;return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);}toLowerCase()：public String toLowerCase(Locale locale) {return new String(result, 0, len + resultOffset);}還有之前提到的?concat()，看似都能改變字符串的內(nèi)容，但其實(shí)都是在方法內(nèi)部使用 new 關(guān)鍵字重新創(chuàng)建的新字符串對(duì)象。

04. 為什么要不可變

String 類(lèi)的源碼中還有一個(gè)重要的字段 hash，用來(lái)保存字符串對(duì)象的 hashCode。public final class Stringimplements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence { /** Cache the hash code for the string */ private int hash; // Default to 0 public int hashCode() { int h = hash; if (h == 0 && value.length > 0) { char val[] = value; for (int i = 0; i < value.length; i++) { h = 31 * h + val[i]; } hash = h; } return h; }}因?yàn)樽址遣豢勺兊?#xff0c;所以一旦被創(chuàng)建，它的 hash 值就不會(huì)再改變了。由此字符串非常適合作為 HashMap 的 key 值，這樣可以極大地提高效率。另外呢，不可變對(duì)象天生是線程安全的，因此字符串可以在多個(gè)線程之間共享。舉個(gè)反面的例子，假如字符串是可變的，那么數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶名和密碼(字符串形式獲得數(shù)據(jù)庫(kù)連接)將不再安全，一些高手可以隨意篡改，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問(wèn)題。

05. 最后

總結(jié)一下，字符串一旦在內(nèi)存中被創(chuàng)建，就無(wú)法被更改。String 類(lèi)的所有方法都不會(huì)改變字符串本身，而是返回一個(gè)新的字符串對(duì)象。如果需要一個(gè)可修改的字符序列，建議使用 StringBuffer 或 StringBuilder 類(lèi)代替 String 類(lèi)，否則每次創(chuàng)建的字新符串對(duì)象會(huì)導(dǎo)致 Java 虛擬機(jī)花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行垃圾回收。參考鏈接：https://www.programcreek.com/2009/02/diagram-to-show-java-strings-immutability

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java 字符串赋值_灵魂拷问：为什么 Java 字符串是不可变的？的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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