String不可变的含义

String不可变的含义是：将一个已有字符串”123”重新赋值成”456”，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。

也就是说：不可变的含义是内部数据不可变，而不是说引用不可变。

String为什么不可变

String的内部数据是一个char数组，是对字符串数组的封装，并且是被final修饰的，创建后不可改变。

package java.lang;

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0

    // 其他代码
}

String不可变的好处

对于String来说，好处是：

便于实现字符串池（String pool）

在Java中，由于会大量的使用String常量，如果每一次声明一个String都创建一个String对象，那将会造成极大的空间资源的浪费。Java提出了String pool的概念，在堆中开辟一块存储空间String pool，当初始化一个String变量时，如果该字符串已经存在了，就不会去创建一个新的字符串变量，而是会返回已经存在了的字符串的引用。

如果字符串是可变的，某一个字符串变量改变了其值，那么其指向的变量的值也会改变，String pool将不能够实现！

例如下边这个代码，就只会在字符串池创建一个字符串“Hello World!”：

1 2	String a = "Hello World!"; String b = "Hello World!";

使多线程安全

看下面这个场景，一个函数appendStr()在不可变的String参数后面加上一段“bbb”后返回。appendSb()负责在可变的StringBuilder后面加”bbb”。

public class test {
  // 不可变的String
  public static String appendStr(String s) {
      s += "bbb";
      return s;
  }

  // 可变的StringBuilder
  public static StringBuilder appendSb(StringBuilder sb) {
      return sb.append("bbb");
  }

  public static void main(String[] args) {
      String s = new String("aaa");
      String ns = test.appendStr(s);
      System.out.println("String aaa>>>" + s.toString());
      // StringBuilder做参数
      StringBuilder sb = new StringBuilder("aaa");
      StringBuilder nsb = test.appendSb(sb);
      System.out.println("StringBuilder aaa >>>" + sb.toString());
  }
}

如果程序员不小心像上面例子里，直接在传进来的参数上加上“bbb”。因为Java对象参数传的是引用，所有可变的StringBuffer参数就被改变了。可以看到变量sb在Test.appendSb(sb)操作之，就变成了”aaabbb”。

有的时候这可能不是程序员的本意。所以String不可变的安全性就体现在这里。

在并发场景下，多个线程同时读一个资源，是安全的，不会引发竞争，但对资源进行写操作时是不安全的，不可变对象不能被写，所以保证了多线程的安全。

避免安全问题

在网络连接和数据库连接中字符串常常作为参数，例如，网络连接地址URL，文件路径path，反射机制所需要的String参数。其不可变性可以保证连接的安全性。如果字符串是可变的，黑客就有可能改变字符串指向对象的值，那么会引起很严重的安全问题。

因为String是不可变的，所以它的值是不可改变的。但由于String不可变，也就没有任何方式能修改字符串的值，每一次修改都将产生新的字符串，如果使用char[]来保存密码，仍然能够将其中所有的元素设置为空和清零，也不会被放入字符串缓存池中，用字符串数组来保存密码会更好。

加快字符串处理速度

由于String是不可变的，保证了hashCode的唯一性，于是在创建对象时其hashCode就可以放心的缓存了，不需要重新计算。这也就是一般将String作为Map的Key的原因，处理速度要快过其它的键对象。所以HashMap中的键往往都使用String。

在String类的定义中有如下代码：

1	private int hash; // 用来缓存HashCode

String的字符数据可变

String类使用char value[]来存字符数据，它的类型为：private final char value[];

看上去它是不可更改的，因为是final类型。注意：final只是表示不能指向其他地址，它里边的内容是可以更改的。

结论：String是可以更改的，使用反射，value.setAccessible(true)，然后修改它即可。

import java.lang.reflect.Field;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        String s = "1234";
        System.out.println("改变前:s=" + s);
        Field f = s.getClass().getDeclaredField("value");
        f.setAccessible(true);
        f.set(s, new char[]{'a', 'b', 'c'});
        System.out.println("改变后:s=" + s);
    }
}