String類是不可變類，一個String對象被創(chuàng)建以后，包含這個對象中的字符串序列是不可改變的。與其問String為什么是不可變的，還不如問String類是如何實現(xiàn)其對象不可變的。

什么是不可變對象？

       如果一個對象它被創(chuàng)建后，狀態(tài)不能改變，則這個對象被認(rèn)為是不可變的。

String是如何實現(xiàn)其對象不可變？

       首先需要補(bǔ)充一個容易混淆的知識點：當(dāng)使用final修飾基本類型變量時，不能對基本類型變量重新賦值，因此基本類型變量不能被改變。但對于引用類型變量而言，它保存的僅僅是一個引用，final只保證這個引用變量所引用的地址不會改變，即一直引用同一個對象，但這個對象完全可以發(fā)生改變。例如某個指向數(shù)組的final引用，它必須從此至終指向初始化時指向的數(shù)組，但是這個數(shù)組的內(nèi)容完全可以改變。

        我們來看一下String類的兩個主要成員變量，其中value指向的是一個字符串?dāng)?shù)組，字符串中的字符就是用這個value變量存儲起來的，并且用final修飾，也就是說value一旦賦予初始值之后，value指向的地址就不能再改變了。雖然value指向的數(shù)組是可以改變的，但是String也沒有提供相應(yīng)的方法讓我們?nèi)バ薷膙alue指向的數(shù)組的元素。然而在StringBuilder中是提供了響應(yīng)的方法讓我們?nèi)バ薷膙alue指向的數(shù)組的元素，這也是StringBuilder的字符串序列可變的原因。

  /** The value is used for character storage. */
  private final char value[];
  /** Cache the hash code for the string */
  private int hash; // Default to 0

有一些看起來String對象可變的幻覺？

      String中提供了一些看似可以改變String對象的方法，但實際上它們已經(jīng)是指向了一個新建的對象。

程序例子：

public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello";
        // 打印str1的內(nèi)存地址
        System.out.println("str1的內(nèi)存地址：" + System.identityHashCode(str1));
        String str2 = "world";
        str1 += str2;
        // str1的內(nèi)存地址已經(jīng)改變了
        System.out.println("執(zhí)行+=后str1的內(nèi)存地址：" + System.identityHashCode(str1));
        System.out.println("拼接之后str1的值：" + str1);
        String str3 = "123";
        // 創(chuàng)建一個新的對象來保存拼接之后的值
        String str4 = str3.concat("456");
        // concat操作不會改變原來str3的值
        System.out.println("str3的值：" + str3);
        System.out.println("str4的值：" + str4);
        String str5 = "ABC";
        // replace操作不會改變原來str6的值
        String str6 = str5.replace("A", "B");
        System.out.println("str5的值：" + str5);
        System.out.println("str6的值：" + str6);
    }

運(yùn)行結(jié)果：

str1的內(nèi)存地址：1922154895
執(zhí)行+=后str1的內(nèi)存地址：883049899
拼接之后str1的值：helloworld
str3的值：123
str4的值：123456
str5的值：ABC
str6的值：BBC

程序分析：

       str1+=str2實際上是執(zhí)行了str1=(new StringBuilder()).append(str2).toString();前后實際額外產(chǎn)生了一個StringBuilder與一個helloworld的字符串常量。str1執(zhí)行+=前后內(nèi)存的示意圖如下所示：

       上面使用了String類的concat與replace方法，執(zhí)行這兩個操作不會對原來的對象產(chǎn)生影響，他們會返回一個全新的對象。我們可以來看一下這兩個方法的源碼。

concat方法源碼：

public String concat(String str) {
        int otherLen = str.length();
        if (otherLen == 0) {
            return this;
        }
        int len = value.length;
        char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
        str.getChars(buf, len);
        return new String(buf, true);
    }

replace方法源碼：

public String replace(char oldChar, char newChar) {
        if (oldChar != newChar) {
            int len = value.length;
            int i = -1;
            char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
            while (++i < len) {
                if (val[i] == oldChar) {
                    break;
                }
            }
            if (i < len) {
                char buf[] = new char[len];
                for (int j = 0; j < i; j++) {
                    buf[j] = val[j];
                }
                while (i < len) {
                    char c = val[i];
                    buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                    i++;
                }
                return new String(buf, true);
            }
        }
        return this;
    }

String對象真的不可變嗎？

       雖然value是final修飾的，只是說明value不能再重新指向其他的引用。但是value指向的數(shù)組可以改變，一般情況下我們是沒有辦法訪問到這個value指向的數(shù)組的元素。But，反射，對，反射可以，牛逼吧。可以反射出String對象中的value屬性， 進(jìn)而改變通過獲得的value引用改變數(shù)組的結(jié)構(gòu)。show you the code！

public static void main(String[] args) throws Exception {
        String str = "Hello World";
        System.out.println("修改前的str:" + str);
        System.out.println("修改前的str的內(nèi)存地址" + System.identityHashCode(str));
        // 獲取String類中的value字段
        Field valueField = String.class.getDeclaredField("value");
        // 改變value屬性的訪問權(quán)限
        valueField.setAccessible(true);
        // 獲取str對象上value屬性的值
        char[] value = (char[]) valueField.get(str);
        // 改變value所引用的數(shù)組中的字符
        value[3] = '?';
        System.out.println("修改后的str:" + str);
        System.out.println("修改前的str的內(nèi)存地址" + System.identityHashCode(str));
    }

運(yùn)行結(jié)果：

修改前的str:Hello World
修改前的str的內(nèi)存地址1922154895
修改后的str:Hel?o World
修改前的str的內(nèi)存地址1922154895

       可以看到str的字符串序列已經(jīng)被改變了，但是str的內(nèi)存地址還是沒有改變。有疑問？在下方留言哦。