什麽是不可變對象？

眾所周知， 在Java中， String類是不可變的。那麽到底什麽是不可變的對象呢？ 可以這樣認為：如果一個對象，在它創建完成之後，不能再改變它的狀態，那麽這個對象就是不可變的。不能改變狀態的意思是，不能改變對象內的成員變量，包括基本數據類型的值不能改變，引用類型的變量不能指向其他的對象，引用類型指向的對象的狀態也不能改變。

區分對象和對象的引用

對於Java初學者， 對於String是不可變對象總是存有疑惑。看下面代碼：

String s = "ABCabc";
System.out.println("s = " + s);
s = "123456";
System.out.println("s = " + s);

打印結果為： s = ABCabc

Java和C++的一個不同點是， 在Java中不可能直接操作對象本身，所有的對象都由一個引用指向，必須通過這個引用才能訪問對象本身，包括獲取成員變量的值，改變對象的成員變量，調用對象的方法等。而在C++中存在引用，對象和指針三個東西，這三個東西都可以訪問對象。其實，Java中的引用和C++中的指針在概念上是相似的，他們都是存放的對象在內存中的地址值，只是在Java中，引用喪失了部分靈活性，比如Java中的引用不能像C++中的指針那樣進行加減運算。

為什麽String對象是不可變的？

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<string>, CharSequence{
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];
 
    /** The offset is the first index of the storage that is used. */
    private final int offset;
 
    /** The count is the number of characters in the String. */
    private final int count;
 
    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0</string>

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</string>

由以上的代碼可以看出， 在Java中String類其實就是對字符數組的封裝。JDK6中， value是String封裝的數組，offset是String在這個value數組中的起始位置，count是String所占的字符的個數。在JDK7中，只有一個value變量，也就是value中的所有字符都是屬於String這個對象的。這個改變不影響本文的討論。 除此之外還有一個hash成員變量，是該String對象的哈希值的緩存，這個成員變量也和本文的討論無關。在Java中，數組也是對象（可以參考我之前的文章java中數組的特性）。 所以value也只是一個引用，它指向一個真正的數組對象。其實執行了String s = “ABCabc”; 這句代碼之後，真正的內存布局應該是這樣的：

String a = "ABCabc";
System.out.println("a = " + a);
a = a.replace(‘A‘, ‘a‘);
System.out.println("a = " + a);

打印結果為： a = ABCabc

String ss = "123456";
System.out.println("ss = " + ss);
ss.replace(‘1‘, ‘0‘);
System.out.println("ss = " + ss);

打印結果： ss = 123456

String對象真的不可變嗎？

public static void testReflection() throws Exception {
     
    //創建字符串"Hello World"， 並賦給引用s
    String s = "Hello World"; 
     
    System.out.println("s = " + s); //Hello World
     
    //獲取String類中的value字段
    Field valueFieldOfString = String.class.getDeclaredField("value");
     
    //改變value屬性的訪問權限
    valueFieldOfString.setAccessible(true);
     
    //獲取s對象上的value屬性的值
    char[] value = (char[]) valueFieldOfString.get(s);
     
    //改變value所引用的數組中的第5個字符
    value[5] = ‘_‘;
     
    System.out.println("s = " + s);  //Hello_World
}

打印結果為： s = Hello World

String為什麽不可變