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Java 为什么要让 String 设计成不可变的？

JAVA herman 6年前 (2019-02-14) 2868浏览

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接上篇文章《Java 中 String 为什么设计成 final 类？为什么它有“不可变性”？》我们再来说说 Java 为什么要让 String 设计成不可变的？

任何事情都得有原因吧，Java 设计 String 也不是拍脑袋干的。而是经过精密设计和思考得来的。

为了搞清这个问题，我们先来看一个例子。

Java 为什么要让 String 设计成不可变的？

package com.xttblog.string.test;
public class StringTest {
  public static void main(String[] args) {
    StringBuffer a, b, c;
    a = new StringBuffer("test");
    b = a;
    c = b;
    String processA = processA(a);
    String processB = processB(b);
    String processC = processC(c);
    System.out.println(processA);
    System.out.println(processB);
    System.out.println(processC);
  }
  static String processA(StringBuffer str){
    return str.append("A").toString();
  }
  static String processB(StringBuffer str){
    return str.append("B").toString();
  }
  static String processC(StringBuffer str){
    return str.append("C").toString();
  }
}
//OUTPUT
// testA
//testAB
//testABC

这个例子，我们的本意是，a = b = c = “test”，最终输出的结果期望是：testA、testB、testC。我们的本意是希望变量是不变的。

好了，现在的输出结果超出预期。全乱了，不可控了。所以 String 不可变的安全性就体现在这里。实际上 StringBuffer 的作用就是起到了 String 的可变配套类角色。

这只是一个非常简单的场景，其它的还有 HashSet、HashMap、多线程场景，那就更乱了，更不可控了，更不安全了。

HashSet<StringBuilder> hs = new HashSet<StringBuilder>();

想象一下，如果你的 HashSet 搞成上面这样的，会出现什么后果？

class Test{
    public static void main(String[] args){
        HashSet<StringBuilder> hs=new HashSet<StringBuilder>();
        StringBuilder sb1=new StringBuilder("业余草");
        StringBuilder sb2=new StringBuilder("业余草www.xttblog.com");
        hs.add(sb1);
        hs.add(sb2);    //这时候HashSet里是{"业余草","www.xttblog.com"}
 
        StringBuilder sb3=sb1;
        sb3.append("www.xttblog.com");  
        //这时候HashSet里是{"业余草www.xttblog.com","业余草www.xttblog.com"}
        System.out.println(hs);
    }
}
//Output:
//[业余草www.xttblog.com, 业余草www.xttblog.com]

真要设计成这样，Java 都要完全被你颠覆。

不可变性在线程安全方面的作用，我就不说了。我们再来看另外一个点：字符串常量池。

假设现在有下面两个变量：

String one = "someString";
String two = "someString";

那么它们在内存中，就是这样的：

Java 字符串在内存中的存储结构

这样在大量使用字符串的情况下，可以节省内存空间，提高效率。如果要是可变的，完了，变量 one 和 two 得一个人占一点内存。那谁用 Java 谁倒霉，这么浪费内存的谁还会用？Java 将不再是 java。

所以，要想节约一些内存。String 的不可变性就是一个最基本的必要条件。

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本文原文出处：业余草： » Java 为什么要让 String 设计成不可变的？

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