java基础解析系列(九)---String不可变性分析

java基础解析系列(九)---String不可变性分析

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什么是不可变

  • 一个对象,在它创建完成之后,不能再改变它的状态,那么这个对象就是不可变的。不能改变状态的意思是,不能改变对象内的成员变量,包括基本数据类型的值不能改变,引用类型的变量不能指向其他的对象,引用类型指向的对象的状态也不能改变

先看一个例子

public static void main(String[] args) throws Exception {
        String s=new String("jia");
        String s2=s.concat("jun");
        System.out.println(s);
        StringBuffer sb=new StringBuffer("jia");
        sb.append("jun");
        System.out.println(sb);
    }
输出jia和jiajun
  • 对字符串s的操作并没有改变他,而对StringBuffer sb进行apped,输出的时候却改变了,这就说明了String一个不可变性。

也许你会说这是可变的

public static void main(String[] args) {
        String s1="jiajun";
        String s2=s1;
        s1="666";
        System.out.println(s1);
    }
输出:666
  • 实际上,"jiajun"字符串并没有改变,可以通过一个例子来证明
        String s3="jiajun";
        System.out.println(s2==s3);
        输出:true
  • 为什么会这样,因为实际上"jiajun"字符串存放在了常量池,此时s2和s3都指向了这个这个字符串,所以可以证明这个字符串是不改变的并存在的
  • 之所以会输出666,是因为此时s1指向的字符串是另一个了
  • 其实最本质的是这个改变是改变s1的引用

也许你会说这是可变的

public static void main(String[] args) {
        String s1="jiajun";
        s1=s1.replace("j","J");
        System.out.println(s1);
        s1=s1.toLowerCase();
        System.out.println(s1);
    }
    JiaJun
    jiajun
  • 实际上jiajun字符串还是没有改变的,看一下方法的源码
2047    public String More ...replace(char oldChar, char newChar) {
2048        if (oldChar != newChar) {
                ...
2069                return new String(0, len, buf);
2070            }
2071        }
2072        return this;
2073    }
  • 可以看到返回的时候是创建一个新的字符串
  • 实际上String的一些方法substring, replace, replaceAll, toLowerCase,返回的时候是创建一个新的String

分析源码

111 public final class String
112     implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    
The value is used for character storage.
113 
114     private final char value[];

    
Cache the hash code for the string
116 
117     private int hash; // Default to 0
118 
    
  private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

136 
137     public String() {
138         this.value = new char[0];
139     }
151     public String(String original) {
152         this.value = original.value;
153         this.hash = original.hash;
154     }
1913    public String substring(int beginIndex) {
1914        if (beginIndex < 0) {
1915            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
1916        }
1917        int subLen = value.length - beginIndex;
1918        if (subLen < 0) {
1919            throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
1920        }
1921        return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
1922    }
  • 111行可以看到,String类是用final修饰的,说明这个类是无法被继承的
  • 114行可以String类里面维护一个value的char数组,这个数组是用final修饰的,说明这个value不能指向别的数组,但是并不说明这个value数组的内容不可变,而这个value是用private修饰的,说明只有在类里面可以修改访问他,在外部不能改变他,这是关键
  • 从1913行可以看到substring方法实际上返回的数组是新创建的数组

怎么实现不可变

  • String里面维护的value数组是用private final修饰的,无法改变引用,也无法访问这个数组修改数组的值,最关键的是private
  • 对Sting的操作,并没有修改数组的值,而是创建新的String
  • 类用final修饰,方法无法被子类重写,避免被其他人破坏

不可变的好处

  • 节省空间,大量使用相同的字符串,同时指向常量池的字符串就行,如果字符串是可变的话,那么常量池就没意义了
String s1="jiajun";
        String s2="jiajun";
        System.out.println(s1==s2);
  • 线程安全,出现线程安全的是在对共享变量写的时候,而因为不可变,所以Strig是线程安全的

  • 最重要的是安全,如果当一个String已经传给别人了,这个时候如果是可变,那么可以在后面进行修改,那么这是麻烦并不安全的。而且在hashmap中,如果作为key的String s1是可变的,那么这样是很危险的,比如说可能出现两个同样的键。

真的不可变吗

public static void main(String[] args) throws Exception {
        String s1="jiajun";
        Field field=String.class.getDeclaredField("value");
        field.setAccessible(true);
        char [] value=(char[])field.get(s1);
        value[0]='Jiajun';
  • 实际上,通过反射可以修改value数组

为什么设置为不可变

  • 调用其他方法,比如调用一些系统级操作之前,可能会有一系列校验,如果是可变类的话,可能在你校验过后,其内部的值被改变了,可能引起严重的系统崩溃问题
  • 当你在传参的时候,使用不可变类不需要去考虑谁可能会修改其内部的值

我觉得分享是一种精神,分享是我的乐趣所在,不是说我觉得我讲得一定是对的,我讲得可能很多是不对的,但是我希望我讲的东西是我人生的体验和思考,是给很多人反思,也许给你一秒钟、半秒钟,哪怕说一句话有点道理,引发自己内心的感触,这就是我最大的价值。(这是我喜欢的一句话,也是我写博客的初衷)

作者:jiajun 出处: http://www.cnblogs.com/-new/
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posted @ 2017-11-01 08:41 jiajun_geek 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏