JAVA String类为什么是Final不可变的

更新时间:2020-12-14 14:28:50点击次数:380次
我们先来看一下String的源码(万物皆可看源码~~)

可以看到,String是被final修饰的类,那final是干什么的呢?

首先你要理解final的用途,在分析String为什么要用final修饰,final可以修饰类,方法和变量,并且被修饰的类或方法,被final修饰的类不能被继承,即它不能拥有自己的子类,被final修饰的方法不能被重写, final修饰的变量,无论是类属性、对象属性、形参还是局部变量,都需要进行初始化操作。
在了解final的用途后,再看String为什么要被final修饰:主要是为了”安全性“和”效率“的缘故

final修饰的String,代表了String的不可继承性,final修饰的char[]代表了被存储的数据不可更改性。但是:虽然final代表了不可变,但仅仅是引用地址不可变,并不代表了数组本身不会变,请看下面图片

可能你会有这个疑问,final修饰的不是不可以改变吗!为什么用final修饰了一个数组 final int[] array = {1, 2, 3, 4, 5}; 还可以用修改数据?那String底层其实是数组,这还算不可变吗?
再举个例子~:
//实例1
public static void main(String... args) {
final List<String> stringList = new ArrayList();
stringList.add("a");
stringList.add("b");
System.out.println(stringList.toString());
}
 //实例2
public static void main(String... args) {
final List<String> stringList = new ArrayList();
stringList = new ArrayList<>();
}
在实例1中,我们用final修饰了一个集合‘stringList’,并对集合进行add()操作,执行成功。
在实例2中,我们对集合进行变更,执行失败。
原因:final修饰的集合‘stringList’是一个引用,而这个引用指向了‘stringList’,在往集合里添加数据的时候,并没有影响到‘stringList’引用地址。而当我们 stringList = new ArrayList<>(); 为什么就不可以了呢? 因为这就相当于修改引用地址,是不可以的。final的意思是地址不能改,但是地址指向的内容当然可以改。
我们看一下,在String的源码中是这样定义的:
private final char value[];
数组是私有方法,所以起作用的还有private,正是因为两者保证了String的不可变性。
那么为什么保证String不可变呢,因为只有当字符串是不可变的,字符串池才有可能实现(跟我们文章开头举的例子一样,可以理解为一个缓存区,如果字符串可变,如果在其它地方也有引用,指向的引用发生了变更,会发生混乱)。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,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。
HashCode不可变性
  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。
我们来实际看一下,是不是一样的
public static void main(String[] args) {
String a = "a";
String b = "a";
String c = new String("a");
String d = new String("a");
// 输出Hashcode
System.out.println("a-hc :" + a.hashCode());
System.out.println("b-hc :" + b.hashCode());
System.out.println("c-hc :" + c.hashCode());
System.out.println("d-hc :" + d.hashCode());
// 输出引用地址
printAddresses("a", a);
printAddresses("b", b);
printAddresses("c", c);
printAddresses("d", d);
}
输出结果
a-hc :97
b-hc :97
c-hc :97
d-hc :97
a: 7aada3af8
b: 7aada3af8
c: 7aada3b28
d: 7aada3b40

可以看到,String是被final修饰的类,那final是干什么的呢?

首先你要理解final的用途,在分析String为什么要用final修饰,final可以修饰类,方法和变量,并且被修饰的类或方法,被final修饰的类不能被继承,即它不能拥有自己的子类,被final修饰的方法不能被重写, final修饰的变量,无论是类属性、对象属性、形参还是局部变量,都需要进行初始化操作。
在了解final的用途后,再看String为什么要被final修饰:主要是为了”安全性“和”效率“的缘故
final修饰的String,代表了String的不可继承性,final修饰的char[]代表了被存储的数据不可更改性。但是:虽然final代表了不可变,但仅仅是引用地址不可变,并不代表了数组本身不会变,请看下面图片
可能你会有这个疑问,final修饰的不是不可以改变吗!为什么用final修饰了一个数组 final int[] array = {1, 2, 3, 4, 5}; 还可以用修改数据?那String底层其实是数组,这还算不可变吗?
再举个例子~:
//实例1
public static void main(String... args) {
final List<String> stringList = new ArrayList();
stringList.add("a");
stringList.add("b");
System.out.println(stringList.toString());
}
 //实例2
public static void main(String... args) {
final List<String> stringList = new ArrayList();
stringList = new ArrayList<>();
}
在实例1中,我们用final修饰了一个集合‘stringList’,并对集合进行add()操作,执行成功。
在实例2中,我们对集合进行变更,执行失败。
原因:final修饰的集合‘stringList’是一个引用,而这个引用指向了‘stringList’,在往集合里添加数据的时候,并没有影响到‘stringList’引用地址。而当我们 stringList = new ArrayList<>(); 为什么就不可以了呢? 因为这就相当于修改引用地址,是不可以的。final的意思是地址不能改,但是地址指向的内容当然可以改。
我们看一下,在String的源码中是这样定义的:
private final char value[];
数组是私有方法,所以起作用的还有private,正是因为两者保证了String的不可变性。
那么为什么保证String不可变呢,因为只有当字符串是不可变的,字符串池才有可能实现(跟我们文章开头举的例子一样,可以理解为一个缓存区,如果字符串可变,如果在其它地方也有引用,指向的引用发生了变更,会发生混乱)。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,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。
HashCode不可变性
  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。
我们来实际看一下,是不是一样的
public static void main(String[] args) {
String a = "a";
String b = "a";
String c = new String("a");
String d = new String("a");
// 输出Hashcode
System.out.println("a-hc :" + a.hashCode());
System.out.println("b-hc :" + b.hashCode());
System.out.println("c-hc :" + c.hashCode());
System.out.println("d-hc :" + d.hashCode());
// 输出引用地址
printAddresses("a", a);
printAddresses("b", b);
printAddresses("c", c);
printAddresses("d", d);
}
输出结果
a-hc :97
b-hc :97
c-hc :97
d-hc :97
a: 7aada3af8
b: 7aada3af8
c: 7aada3b28
d: 7aada3b40

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