String变量为什么是不可变的?

Java String不可变性解析
本文探讨了Java中String类的不可变性及其带来的好处,包括字符串常量池的实现、缓存HashCode、多线程安全性、类加载器的安全性和HashMap键效率提升等方面。


1. 字符串常量池的需要
字符串常量池(String pool, String intern pool, String保留池) 是Java堆内存中一个特殊的存储区域, 当创建一个String对象时,假如此字符串值已经存在于常量池中,则不会创建一个新的对象,而是引用已经存在的对象。


2. 允许String对象缓存HashCode


Java中String对象的哈希码被频繁地使用, 比如在hashMap 等容器中。
字符串不变性保证了hash码的唯一性,因此可以放心地进行缓存.这也是一种性能优化手段,意味着不必每次都去计算新的哈希码. 在String类的定义中有如下代码:
3. 安全性


String被许多的Java类(库)用来当做参数,例如 网络连接地址URL,文件路径path,还有反射机制所需要的String参数等, 假若String不是固定不变的,将会引起各种安全隐患。


String类不可变性的好处
String是所有语言中最常用的一个类。我们知道在Java中,String是不可变的、final的。Java在运行时也保存了一个字符串池(String pool),这使得String成为了一个特别的类。
String类不可变性的好处
1.只有当字符串是不可变的,字符串池才有可能实现。字符串池的实现可以在运行时节约很多heap空间,因为不同的字符串变量都指向池中的同一个字符串。但如果字符串是可变的,那么String interning将不能实现(译者注:String interning是指对不同的字符串仅仅只保存一个,即不会保存多个相同的字符串。),因为这样的话,如果变量改变了它的值,那么其它指向这个值的变量的值也会一起改变。
2.如果字符串是可变的,那么会引起很严重的安全问题。譬如,数据库的用户名、密码都是以字符串的形式传入来获得数据库的连接,或者在socket编程中,主机名和端口都是以字符串的形式传入。因为字符串是不可变的,所以它的值是不可改变的,否则黑客们可以钻到空子,改变字符串指向的对象的值,造成安全漏洞。
3.因为字符串是不可变的,所以是多线程安全的,同一个字符串实例可以被多个线程共享。这样便不用因为线程安全问题而使用同步。字符串自己便是线程安全的。
4.类加载器要用到字符串,不可变性提供了安全性,以便正确的类被加载。譬如你想加载java.sql.Connection类,而这个值被改成了myhacked.Connection,那么会对你的数据库造成不可知的破坏。
5.因为字符串是不可变的,所以在它创建的时候hashcode就被缓存了,不需要重新计算。这就使得字符串很适合作为Map中的键,字符串的处理速度要快过其它的键对象。这就是HashMap中的键往往都使用字符串。


一部分摘自于:http://www.jb51.net/article/49092.htm
### 回答1: 在许多编程语言中,包括Java、Python和C#等,字符串(string)通常被设计成不可变的,这意味着一旦字符串被创建,就能修改它的内容。这是因为字符串在内存中被存储为一系列字符,而这些字符通常被分配在一个连续的内存块中。如果允许修改字符串,那么可能需要更改内存块的大小,这可能会导致性能问题和内存分配问题。 另一个原因是字符串不可变性的优点是它可以使代码更安全。如果字符串是可变的,那么可能会在多个地方修改同一个字符串对象,这可能会导致意想到的结果。例如,如果两个线程同时修改同一个字符串,就可能会导致数据竞争和并发问题。而如果字符串是不可变的,那么它就可以被视为是线程安全的,因为多个线程可以同时访问同一个字符串对象,而会对其产生任何副作用。 最后,字符串不可变性也有助于提高代码的可读性和维护性。因为不可变的字符串可以确保其值会在代码的其他部分中被意外地更改,从而使代码更加可预测和易于理解。 ### 回答2: string不可变的,是由于以下几个原因。 首先,字符串的不可变性使得其在使用过程中更加高效和安全。由于字符串是不可变的,所以可以被多个变量同时引用,而会发生修改引起的错误。这也意味着字符串在拷贝和传递时只需引用指针,而必进行真正的复制,这样可以节省内存空间和计算资源。 其次,不可变性保护了字符串的数据完整性和安全性。如果字符串是可变的,那么任何引用该字符串的变量都可以修改其内容,这可能会导致数据被意外改变或被可信的代码篡改。而不可变性保证了字符串的数据会被修改,避免了这些潜在的问题。 另外,字符串的不可变性还使得字符串可以被用作哈希表的键。由于不可变性保证了字符串的值会被改变,所以字符串可以通过其值来进行哈希计算,保证了哈希表的键的唯一性和可靠性。 因此,字符串是不可变的是为了提高字符串的效率、保护数据的完整性和安全性,以及提供字符串作为哈希表键的能力。这些特性使得字符串在很多编程语言中都选择将其设计为不可变的数据类型。 ### 回答3: String不可变的,主要有以下几个原因。 首先,String被设计为不可变的,是为了增加程序的安全性。当String对象被创建后,其值就能再被修改。这意味着,一旦一个String对象被赋值后,它的内容就会再被改变。这样的设计可以避免在程序中意外地对String对象进行修改,保护程序的稳定性和正确性。 其次,不可变String对象在多线程环境下更加安全。在并发编程中,如果多个线程同时修改一个可变的字符串对象,可能会引发数据竞争和线程安全问题。而不可变String对象在被创建后,其值会被修改,因此可以在多线程环境下共享而需要额外的同步措施。 第三,不可变String对象有助于提升程序的性能。由于String对象不可变,所以可以被缓存,以便在内存中重复使用。这样可以减少字符串的创建和销毁次数,降低内存的占用和垃圾回收的压力,从而提高程序的执行效率。 最后,不可变String对象提供了更好的字符串安全性。由于字符串常常用于储存敏感信息,如密码、密钥等,不可变的特性可以避免敏感信息被修改和篡改。在安全敏感的应用中,使用不可变String对象可以更好地保护数据的机密性和完整性。
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