String面试题

1.String 不能改变的原因是什么？

String底层是一个final修饰的char数组，private修饰的属性不能被外界访问，我们无法改变它，也无法影响String的值

初始化的String的地址不能改变，但是地址中的内容可以改变
这个final修饰的char[] value 不是不可变，数组是引用类型，fianl修饰的引用类型不能指向其他引用，但是本身是可以修改的

因此只要可以访问到String的value数组，就能达到修改String的目的

2.String 可以改变的方式有哪些？

2.1 通过反射修改

代码演示

通过反射可以获取到String的私有属性value

public class Test   {
    public static void main(String[] args) {
        String a = "hello";
        String b = "world";
        System.out.println(a+"的hashcode= "+a.hashCode());
        try {
            //反射获取string的私有属性value数组
            Field value = a.getClass().getDeclaredField("value");
            //设置value数组可以访问
            value.setAccessible(true);
            //获取value属性里面的值(内存地址)
            char[] temp = (char[])value.get(a);
            //通过temp的地址引用 找到真实String对象中的数组，修改数组内的元素
            value.set(a,new char[]{'x','x','x','x','x'});
            System.out.println(a+"的hashcode= "+a.hashCode());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("a="+a+",b="+b);
    }
}

观察输出，字符串a已经通过反射拿到value数组修改过了

还有一个问题，修改前后的 a 的hash相同。

String的值修改了，它的hashCode为什么不变？

hash值不等于地址，String的hash码是通过对每个字符进行一定规则累加得到的
可以说一个String对象的hashCode()只会执行一次，因此它的值改变后，hash码还是原来的，为什么这么说？

1. String中有一个hash属性，当第一次调用hashCode()时，hash为0，计算hash码，将hash码赋给hash，并返回hash码
2. 当后面再次调用hashCode()时，返回的hash值其实时第一次计算出来的结果

来看hashCode()的源码

public int hashCode() {
	//拿到String的hash
    int h = hash;
    //hash=0就去计算这个string的hashCode码
    if (h == 0 && value.length > 0) {
        char val[] = value;

        for (int i = 0; i < value.length; i++) {
            h = 31 * h + val[i];
        }
        //将hashCode结果赋给hash
        hash = h;
    }
    //hash不等于0，也就是这个String对象之前已经执行过hashCode()了，直接返回hash属性
    return h;
}

总结：不能用hashCode()来判断是否是同一个字符串

2.2 通过SharedSecrets.getJavaLangAccess()来创建一个不安全的String

代码演示

public class TestString {
    public static void main(String[] args) {
        char[] chars = new char[]{'h','e','l','l','o'};
        String str = SharedSecrets.getJavaLangAccess().newStringUnsafe(chars);

        StringHolder holder = new StringHolder(str);
        System.out.println(holder.value);//hello

        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            chars[i] = '?';
        }
        System.out.println(holder.value);//?????

        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            chars[i] = '#';
        }
        System.out.println(holder.value);//#####
    }
}

工作流程

3.String的长度最大是多少？有限制吗？

• 在运行期间：最大长度是2^31-1
• 在编译期间：最大长度是2^16-1-1 (25534)，又减1是因为JVM需要1个字节表示结束指令

• 定义String时，最大长度只能是65534
• 只有在程序运行时，拼接到长度为2^31-1是允许的

• String底层是一个字符数组char[] value
  数组索引是整数类型，int 最大值是2^31 -1
  数组长度范围：【0 ~ (2^31-1)】

  JVM中对class文件格式及常量池中对String的结构定义：

  • 对索引定义了u2，即无符号占2字节；2字节最大值是2^16-1，也就是65535
  • 由于JVM还需要1个字节表示结束指令，索引的最大值就是65534了

  测试字符串定义的最大长度：65535长度 报错，编译不通过
  

  在定义长度为65534的字符串后，对其修改变成65535为什么可以呢？
  
  ①定义的String长度最大为65534 正常运行√
  ②长度+1 = 65535，超过了最大范围，但这是在运行时创建的65535长度的字符串，是允许的，只是在编译时不允许定义超过65534的字符串