[细说Java]（2）Java中字符串为什么是不可变的

在Java中字符串（String）是一个不可改变的类。一个不可改变的类只是一个对象实例不可修改的简单类。当创建一个对象实例时，对象实例的所有信息都被初始化，并且信息不能被修改。对于不可改变的类来说还有很多优势。上一篇文章很好说明了为什么字符串被设计成不可改变的。只有你很好的掌握了内存，同步，数据结构等知识后，你才能很好的回答这个问题。

1. 字符串常量池的需求

字符串常量区是方法区（Method Area）中一块特殊的存储区域。当一个字符串被创建，如果该字符串已经存在字符串常量区时，相应的返回存在字符串的引用，而不是去新创建一个新的对象返回它的引用。

下面的代码中只会在堆中创建一个字符串对象。

String string1 = "abcd";
String string2 = "abcd";

下面的图能很好的说明：

如果字符串是可以改变的，改动一个字符串的引用将会导致另一个引用出现错误值。

2.缓存HashCode（哈希码）

在Java中一个字符串的哈希码是经常被使用的，例如在hashMap中。不可改变性确保了哈希码总是会保持不变，这样我们就不必担心发生任何变化。换一句话说，我们没有必要每次使用字符串时都要计算哈希码（因为不可改变性确保哈希码保持不变），这是一种更有效率的方式。

在String类中，都会有下列代码：

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence{
    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0
}

3. 促进其他的对象的使用

为了说明更具体一些，考虑下面的程序：

HashSet<String> set = new HashSet<String>();
set.add(new String("a"));
set.add(new String("b"));
set.add(new String("c"));
		 
for(String a: set)
	a.value = "a";

在这个例子中，假设String是可变的，那么其值就可以修改，这有违集（set）的设计（集中不包含重复的元素）。这个例子为简单考虑，在真实String类中没有value属性。

4. 安全

String在很多Java类中广泛使用作为参数，例如，网络连接，打开文件等等。如果字符串是可改变的，那么网络连接或者文件都可能会被改变，将导致严重的安全威胁。方法还以为是连接到一台机器上，但实际上却没有。可变字符串可能会导致在反射中出现问题，因为这些参数都是字符串。

boolean connect(string s){
    if (!isSecure(s)) { 
       throw new SecurityException(); 
    }
    //如果在这之前s通过其他引用进行改变，这可能会出现问题    
    causeProblem(s);
}

5. 不可变对象是线程安全的

因为不可变对象是不可改变的，那么它们可以在多个线程之间自由的共享。这就取消了进行同步的需求。

总之，字符串被设计为不可变是为了效率和安全性考虑。这也就是一般情况下优先选择不可变对象的原因。

原文：Why String is immutable in Java ?