Java中String类型不可变

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原创最新推荐文章于 2026-02-24 17:53:38 发布 876 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Java中的String是可变的吗？为什么？ Java中的String类是不可变的，这种设计带来了多方面的好处，包括安全性、线程安全、性能优化以及字符串池的实现。不可变对象的设计使得字符串在Java中成为一个非常高效和可靠的数据类型。尽管在某些场景下需要额外的优化措施，例如使用进行字符串拼接，但总体而言，不可变性为Java程序提供了很多重要的优势。通过理解这些细节，开发者可以更好地利用String类的特性，编写出高效且安全的代码。阅读详情

是什么

java中String类型不可变，指的是当我们new了一个字符串，给他赋值之后，name当前对象的值就固定了，而且永远不会改变。但是变量的引用是可以改变的。

new String都是在堆上创建字符串对象，并查找常量池中是否有改字符串对象，如果没有，将字符串添加到常量池中（相当于new String创建了两个对象，常量池中存放的是堆中对象的地址），如果有，将新创建的堆中对象指向常量池中的字符对象串。
通过字面量赋值创建字符串（如：String str=”twm”）时，会先在常量池中查找是否存在相同的字符串，若存在，则将栈中的引用直接指向该字符串；若不存在，则在常量池中生成一个字符串，再将栈中的引用指向该字符串。
常量字符串的“+”操作，编译阶段直接会合成为一个字符串。如string str=”JA”+”VA”，在编译阶段会直接合并成语句String str=”JAVA”，于是会去常量池中查找是否存在”JAVA”,从而进行创建或引用。
对于final字段，编译期直接进行了常量替换（而对于非final字段则是在运行期进行赋值处理的）。
final String str1=”ja”;
final String str2=”va”;
String str3=str1+str2;
在编译时，直接替换成了String str3=”ja”+”va”，根据第三条规则，再次替换成String str3=”JAVA”
常量字符串和变量拼接时（如：String str3=baseStr + “01”;）会调用stringBuilder.append()在堆上创建新的对象。
JDK 1.7后，intern方法还是会先去查询常量池中是否有已经存在，如果存在，则返回常量池中的引用，这一点与之前没有区别，区别在于，如果在常量池找不到对应的字符串，则不会再将字符串拷贝到常量池，而只是在常量池中生成一个对原字符串的引用。简单的说，就是往常量池放的东西变了：原来在常量池中找不到时，复制一个副本放到常量池，1.7后则是将在堆上的地址引用复制到常量池。
举例说明：

String str2 = new String("str")+new String("01");
str2.intern();
String str1 = "str01";
System.out.println(str2==str1);

在JDK 1.7下，当执行str2.intern();时，因为常量池中没有“str01”这个字符串，所以会在常量池中生成一个对堆中的“str01”的引用(注意这里是引用，就是这个区别于JDK 1.6的地方。在JDK1.6下是生成原字符串的拷贝)，而在进行String str1 = “str01”;字面量赋值的时候，常量池中已经存在一个引用，所以直接返回了该引用，因此str1和str2都指向堆中的同一个字符串，返回true。

String str2 = new String("str")+new String("01");
String str1 = "str01";
str2.intern();
System.out.println(str2==str1);

将中间两行调换位置以后，因为在进行字面量赋值（String str1 = “str01″）的时候，常量池中不存在，所以str1指向的常量池中的位置，而str2指向的是堆中的对象，再进行intern方法时，对str1和str2已经没有影响了，所以返回false。

例如String str=“good”; str+=" news";此时str指向"good news"，它的值输出也是"good news"，但是并不是"good"和"news"的加和，而是另外开辟了地址空间来存放"good news",
"good"和"news"仍然存在在字符串常量池中。

即给一个已有字符串“abcd”第二次赋值成"abced",不是在原内存地址上修改数据，而是重新指向一个新对象，新地址。

为什么

1.字符串常量池的需要
字符串常量池是java堆内存中一个特殊的存储区域，当创建一个String对象的时候，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的手段，不需要每次都去计算新的哈希码。

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。

String为什么不可变？从原理上分析。

翻开JDK源码，java.lang.String类起手前三行，是这样写的：

public final class String implements Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    private final char[] value;
    private int hash;

首先，String类是用final关键字修饰，这说明String不可继承。
其次，再看下面，String类的主力成员字段value是个char[]数组，而且是用final修饰的。final修饰的字段创建以后就不可改变。
有的人以为故事就这样完了，其实没有。因为虽然value是不可变的，也只是value这个引用地址不可变。挡不住Array数组是可变的事实。

也就是说Array变量只是stack上的一个引用，数据的本体结构在heap堆。String类里的value用final修饰，只是说stack里的这个叫value的引用地址不可变。没有说堆里array本身数据不可变。看这个这个例子，

final int[] value={1,2,3}
int[] another={4,5,6};

value = another;//编译器报错，final不可变
value用final修饰，编译器不允许我把value指向堆区另一个地址。但如果直接对数组元素动手，分分钟搞定。

final int[] value={1,2,3};

value[2]=100;//这时候数组里已经是{1,2,100}

所以String是不可变，关键是因为SUN公司的工程师，在后面所有String的方法里很小心地没有去动Array里的元素，没有暴露内部成员字段。private final char value[]这一句里，private的私有访问权限的作用都比final大。而且设计师还很小心地反整个String设计成final禁止继承，避免被其他人继承后破坏。所以String是不可变的关键在于底层的实现，而不是一个final。考验的是工程师构造数据类型，封装数据的功力。

原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/jiahao1186/article/details/81150912

怎么做

不可变带来的缺点

不可变对象也有一个缺点就是会制造大量垃圾，由于他们不能被重用而且对于它们的使用就是”用“然后”扔“，字符串就是一个典型的例子，它会创造很多的垃圾，给垃圾收集带来很大的麻烦。当然这只是个极端的例子，合理的使用不可变对象会创造很大的价值。

密码应该存放在字符数组中而不是String中

由于String在Java中是不可变的，如果你将密码以明文的形式保存成字符串，那么它将一直留在内存中，直到垃圾收集器把它清除。而由于字符串被放在字符串缓冲池中以方便重复使用，所以它就可能在内存中被保留很长时间，而这将导致安全隐患，因为任何能够访问内存(memory dump内存转储)的人都能清晰的看到文本中的密码，这也是为什么你应该总是使用加密的形式而不是明文来保存密码。由于字符串是不可变的，所以没有任何方式可以修改字符串的值，因为每次修改都将产生新的字符串，然而如果你使用char[]来保存密码，你仍然可以将其中所有的元素都设置为空或者零。所以将密码保存到字符数组中很明显的降低了密码被窃取的风险。

当然只使用字符数组也是不够的，为了更安全你需要将数组内容进行转化。建议使用哈希的或者是加密过的密码而不是明文，然后一旦完成验证，就将它从内存中清除掉。

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