String 的不可变性怎么理解？

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发布日期: 2023-06-25

更新日期: 2023-08-27

文章字数: 1.1k

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String 类

String 类结构

public final class String
  implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence &#123;
      // ...
&#125;

Java String 类是 java.lang 包中的类，其实现了 java.io.Serializable, Comparable, CharSequence 等接口。

String 类对象中存储的字符串，最终都是以字符形式存储在其 char[] 数组中，获取时从数组中读取字符列表，且 String 中该属性使用了 final 关键字定义。

private final char value[];

除此之外，String 类在 Object 的基础上重写了 equals() 和 hashCode() 方法，

equals() 除了使用 == 判断相等外，还会遍历循环比较两个字符串对应字符串数组中的每个字符，如果完全相同也会认为字符串相等。
toString() 方法直接返回字符串本身，因为其就是字符串，无需 toString 转换

public boolean equals(Object anObject) &#123;
    if (this == anObject) &#123;
        return true;
    &#125;
    if (anObject instanceof String) &#123;
        String anotherString = (String)anObject;
        int n = value.length;
        if (n == anotherString.value.length) &#123;
            char v1[] = value;
            char v2[] = anotherString.value;
            int i = 0;
            while (n-- != 0) &#123;
                if (v1[i] != v2[i])
                    return false;
                i++;
            &#125;
            return true;
        &#125;
    &#125;
    return false;
&#125;

String 的不可变性怎么理解？

Java 中 String 类是不可变的，这意味着一旦创建了一个 String 对象，就不能再修改它的值。

String str = "abc";
str = "123";
System.out.println(str); // 输出 123

上述代码看似是改变了字符串内容，但是实际上只是将变量 str 指向的地址由 “abc” 改成了 “123”，在字符串常量池中 “abc” 仍然存在，不被改变。
对于 String 提供的 trim()、replace() 等修改字符串字面值的方法也是同理，都是重新创建一个字符串返回，并没有修改原始字符串。

String 类的不可变性体现在如下方面：

String 类使用 final 修饰，保证该类不会被继承进行修改
String 类中存储内容的 char [] 使用 final 修饰，保证字符数组引用不会被修改
尽管 String 类的 char[] 中的元素仍可以修改，但是又通过如下两种方式控制不被修改
- char[] 定义为 private ，即不可以从外部进行操作
- String 类中所有内部方法都避免操作 char[] 内容

基于上述内容，保证了 String 的 char[] 内容是不可变的，即 String 的不可变性。

由于 String 类是不可变的，所以它的性能比较高，且是线程安全的，即多个线程可以同时访问同一个 String 对象，而不会出现线程问题。

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence &#123;
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];
    //...
&#125;

String 类的常用方法都有那些？

length()：返回字符串长度
trim()：去除字符串两端空白。
toLowerCase()：将字符串转成小写字母。
toUpperCase()：将字符串转成大写字符。
charAt(int index)：返回指定索引处的字符。
inexOf(char c)：返回指定字符的索引。
replace()：字符串替换。
split()：分割字符串，返回一个分割后的字符串数组。
substring (int beginIndex, int endIndex)：返回从 beginIndex 到 endIndex-1 的子字符串。
equals(Object obj)：字符串比较是否相等。
getBytes()：返回字符串的 byte 类型数组。

String 常用工具类

StringUtils 是处理字符串的工具类，String 类实现 CharSequence 接口，为实现不同的 String 操作，各大厂商封装了相应的 StringUtils 工具类。

org.springframework.util.StringUtils，spring 自带 String 工具类，可以满足基本的使用。
- Java Web 中不需要导包，在 spring-core 包中存在，可以直接使用
org.apache.commons.lang.StringUtils， apache 提供的 String 工具类，对 java.lang 的扩展。
- lang 最新版本是 2.6，最低要求 Java1.2 以上，目前官方已不再维护。
apache-commons-lang3.StringUtils，lang 的升级包，将参数换成 CharSequence 数组，贴合 String 类型的内部结构，最常用工具类包。
- lang3 目前最新版本是 3.12.0，最低要求 Java8 以上。相对于 lang 来说完全支持 Java8 的特性，废除了一些旧的 API。该版本无法兼容旧有版本，于是为了避免冲突改名为 lang3。
```
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-lang3</artifactId>
<version>3.6</version>
</dependency>
```