Java String类

String的不可变性

Java.lang包下面的的String在平时很常见，我们都知道String是不可变类。简单说来，不可变类的实例是不能被修改的，每个实例中包含的信息都必须在该实例创建的时候就提供出来，并且在对象的整个生存周期内固定不变。
在String类中，是通过一个不可变的字符数组来存储对象的字符序列的，final关键字使这个变量是不可变的，所以Sting对象的内容也是不可变的。

private final char value[];

很多初学者对于不可变类还是很不能理解，因为通过下面的代码，看起来改变了字符串对象s。

public static void main(String[] args) {
        String s = "abc";
        System.out.println(s);
        s = "cde";
        System.out.println(s);
    }

输出结果为

abc
cde

其实这是因为对String对象的创建和存储机制不了解产生的误解。下面我们来探讨String的对象创建和初始化。

String的对象创建和初始化机制

字符串的声明和初始化主要有以下两种情况：
（1） 对于String s1=new String(“abc”)语句与String s2=new String(“abc”)语句，存在两个引用对象s1、s2，两个内容相同的字符串对象”abc”，它们在内存中的地址是不同的。只要用到new总会生成新的对象。

（2） 对于String s1 = “abc”语句与String s2 = “abc”语句，在JVM中存在着一个字符串池string pool，其中保存着很多String对象，并且可以被共享使用，s1、s2引用的是同一个常量池中的对象。当创建一个字符串常量的时候，例如String s = “abc”，会首先在字符串常量池中查找是否已经有相同的字符串被定义，它的判断依据是String类equals(Object obj)方法的返回值,也就是判断是否有相同的字符串序列。如果已经定义，则直接获取对其的引用，此时不需要创建新的对象，如果没有定义，则首先创建这个对象，然后把它加入到字符串池中，再将它的引用返回。

例如：

String s1=“abc”; //在常量区里面存放了一个”abc”字符串对象
String s2=“abc”; //s2引用常量区中的对象，因此不会创建新的对象
String s3=new String(“abc”) //在堆中创建新的对象
String s4=new String(“abc”) //在堆中又创建一个新的对象

回到String对象的不可变特性

public static void main(String[] args) {
        String s = "abc";
        //在常量区中存放一个"abc"字符串对象，并把s指向这个对象
        System.out.println(s);
        s = "cde";
        //在string pool中查找是否存在"dec",不存在则创建这个对象，并把s指向这个对象
        System.out.println(s);
    }

通过上面的分析，我们可以知道，改变的只是s的指向，而“abc”和“cde”这两个字符串对象并没有改变，内存中字符串对象如下所示：

执行String s = “abc”后s的指向

执行 s = “cde”后s的指向

改变的只是s的指向，而字符串对象的内容并没有发生改变。
另外，在进行字符串的对象创建时我们还可能会使用“+”来进行字符串的连接， 如果用+号来实现String的串接时有两种情况：
1）仅当+号两边均为字符串常量时，才将其+后的结果当做字符串常量，且该结果直接放入String Pool；
2）若+号两边有一方为变量时，+后的结果即当做非字符串常量处理(等同于new String()的效果)。

改变不可变的String对象

如果我们真的需要去改变String对象，那么应该怎么做呢？
这个时候就需要用到java的反射机制了，我们可以通过反射机制去获取String对象的value数组，并修改value字符数组的相应内容，这样子字符串对象也会相应的发生改变。代码如下：

    public static void main(String[] args)  {


        try {
            String s = "abc";
            Field valuefield = String.class.getDeclaredField("value");
            valuefield.setAccessible(true);
            char[] value = (char[]) valuefield.get(s);
            value[1] = '_';
            System.out.println(s);
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }

输出结果如下：

a_c