为什么在Java中String是不可变的？

String在Java中是不可变的。不可变类只是其实例无法修改的类。创建实例时实例中的所有信息都会初始化，并且无法修改该信息。不变类有很多优点。本文总结了为什么String被设计为不可变的。这篇文章从内存，同步和数据结构的角度说明了不变性概念。

1.字符串池的要求

字符串池（String intern pool）是“ 方法区”中的特殊存储区。创建字符串时，如果该字符串已存在于池中，则将返回现有字符串的引用，而不是创建新对象。

以下代码将在堆中仅创建一个字符串对象。

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

外观如下：

如果字符串是可变的，则用一个引用更改字符串会导致其他引用的值错误。

2.缓存哈希码

字符串的哈希码在Java中经常使用。例如，在HashMap或HashSet中。不可变保证哈希码始终是相同的，因此无需担心更改即可将其兑现，这意味着无需每次使用哈希码就可以计算出来。这样更有效。

在String类中，它具有以下代码：

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

3.促进其他对象的使用

要具体说明，请考虑以下程序：

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";

在此示例中，如果String是可变的，则可以更改其值，这将违反set的设计（set包含未重复的元素）。顺带一提，上面的示例仅用于演示目的，value在实际的字符串类中没有任何字段。

4.安全性

字符串被广泛用作许多Java类的参数，例如网络连接，打开文件等。如果字符串不是不可变的，则连接或文件将被更改，这可能会导致严重的安全威胁。该方法认为它正在连接到一台机器，但没有。因为参数是字符串，所以可变字符串也可能在反射中引起安全问题。

这是一个代码示例：

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);
}

5.不可变对象自然是线程安全的

由于不可变对象无法更改，因此可以在多个线程之间自由共享它们。这消除了进行同步的要求。

总而言之，String出于效率和安全性原因而设计为不变的。这也是通常在很多情况下首选不可变类的原因。

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