String真的不可变吗?

首先 简单描述String类

String 类代表字符串。Java 程序中的所有字符串字面值(如 “abc” )都作为此类的实例实现。

字符串是常量;它们的值在创建之后不能更改。字符串缓冲区支持可变的字符串。因为 String 对象是不可变的,所以可以共享。例如:

 String str = "abc";

等效于:

 char data[] = {'a', 'b', 'c'};
 String str = new String(data);

下面给出了一些如何使用字符串的更多示例:

 System.out.println("abc");
 String cde = "cde";
 System.out.println("abc" + cde);
 String c = "abc".substring(2,3);
 String d = cde.substring(1, 2);

String 类包括的方法可用于检查序列的单个字符、比较字符串、搜索字符串、提取子字符串、创建字符串副本并将所有字符全部转换为大写或小写。大小写映射基于 Character 类指定的 Unicode 标准版。

Java 语言提供对字符串串联符号(”+”)以及将其他对象转换为字符串的特殊支持。字符串串联是通过 StringBuilder(或 StringBuffer)类及其 append 方法实现的。字符串转换是通过 toString 方法实现的,该方法由 Object 类定义,并可被 Java 中的所有类继承。以上均摘自 —— [ JDK在线文档 ]

  • 重点来了
    String不可变很简单,给一个已有字符出纳“ab”第二次赋值成“abc”,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。如下图所以也就出现了String的不可变性。每当我们给String重新赋值的时候其实就产生了一个新的对象,让之前的引用指向了那个新对象。表面上感觉你修改了String的值,事实上只是指向了new出的新对象,而之前的那个对象因为没有引用了,久而久之就会被垃圾回收了。 这里   写图片描述
  • 那么为什么String不可变呢?
    打开String源码,会看到一个用final修饰的char类型的字符数组。

    这里写图片描述

    在看一下他的构造函数(列举三个,还有很多哦)

    public String() {
        this.value = "".value;
    }
    public String(String original) {
        this.value = original.value;
        this.hash = original.hash;
    }
    public String(char value[]) {
        this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
    }
    

    在文章最开始的几行代码中用到了第三个构造函数,看下他是怎么实现的吧。调用了Arrays的copyOf方法,这个copyOf函数实现如下,返回了一个char型数组,然后在构造方法中让自己的不可变value数组指向了该数组。

    public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
        char[] copy = new char[newLength];
        System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
        return copy;
    }
    

    String既然是一个final说明是不可继承的,而且用final修饰的char[] ,说明char[]这个创建后就不可改变了。 value是private的,并没有提供公共setValue方法来修改,所以在String类的外部无法访问这个成员。此外value这个变量都是final的,也就是说在String类内部,一旦这个值初始化了,也不能改变,所以可以认为String对象是不可变的。

    • String真的不可变吗?
      在我们使用String的时候,创建一个String s 引用,然后让这个引用指向String对象,在让这个引用指向另外一个String对象,System.out一下,看值变了吧,但这个不是我们本质上想改变的东西。认真看一看刚才的源码,发现String的value是比较特殊的,它也是一个引用,那么看到这里 你有什么想法呢?我们是不是也可以让这个value引用指来指去的?事实却相当残酷,这个value被final修饰了,害怕不?所以我们不可以修改这个引用的指向。但是都到这里了,千万不要灰心,我们还是有办法的。

    • 我们修改不了引用,修改他引用指向地址的值总可以吧,但问题又出来了,你怎样访问用private修饰的变量呢 ?黑人问号! 没错,用反射,可以反射出String对象的char[],进而改变该value引用改变数组的结构。

public void t() throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        String s = new String("ab");
        System.out.println(s);//输出ab
        Field field = s.getClass().getDeclaredField("value");
        field.setAccessible(true);
        char[] value = (char[]) field.get(s);
        value[0] = '2';
        System.out.println(s);//输出2b
    }

这个过程中,s始终引用的同一个String对象,但是再反射前后,这个String对象发生了变化, 也就是说,通过反射是可以修改所谓的“不可变”对象的。

但是一般我们不这么做。这个反射的实例还可以说明一个问题:如果一个对象,他内部维护对象的状态是可变的,那么这个对象很可能不是不可变对象。就和private final char value[]一样。研究到这,又想去研究常量是不是也能改变,鼠标点了几下发现final关键字没有源码,就到此为止了。

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