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為什麼Java字串是不可變物件

問題: 什麼是不可變物件,不可變物件有什麼好處,在什麼情況下應該用; 顧名思義,不可變物件就是建立後不可以改變的物件,典型的例子就是Java中的String類 String s = “ABC”; s.toLowerCase(); 如上s.toLowerCase()並沒有改變“ABC“的值,而是建立了一個新的String類“abc”,然後賦值給了新的例項s。 優勢:相對於可變的物件,不可變物件擁有的優勢有兩點。 (1)).不可變物件可以提高字串池(spring pool)的效率和安全性。如果你知道一個物件是不可變的,那麼需要拷貝這個物件的內容時,就不用複製它的本身而只是複製它的地址,複製地址(通常一個指標的大小)需要很小的記憶體效率也很高。對於同時引用這個“ABC”的其他變數也不會造成影響。 (2)不可變物件對於多執行緒是安全的,因為在多執行緒同時進行的情況下,一個可變物件的值很可能被其他程序改變,這樣會造成不可預期的結果,而使用不可變物件就可以避免這種情況。 為什麼要將String設計成為一個不可變的物件?

其實將String物件設計成為一個不可變的物件的原因有很多種 第一:字串常量池的需要 1:很多人不理解字串常量池,那麼先說一下字串常量池。

  1. 字串常量池是什麼 在HotSpot VM裡實現的string pool功能的是一個StringTable類,它是一個Hash表,預設值大小長度是1009;這個StringTable在每個HotSpot VM的例項只有一份,被所有的類共享。字串常量由一個一個字元組成,放在了StringTable上。 在JDK6.0中,StringTable的長度是固定的,長度就是1009,因此如果放入String Pool中的String非常多,就會造成hash衝突,導致連結串列過長,當呼叫String#intern()時會需要到連結串列上一個一個找,從而導致效能大幅度下降;
  2. 字串常量池裡面放的是什麼 在JDK6.0及之前版本中,String Pool裡放的都是字串常量; 在JDK7.0中,由於String#intern()發生了改變,因此String Pool中也可以存放放於堆內的字串物件的引用。 字串常量池是堆記憶體中一個特殊的儲存區域,當建立一個String物件時,假如此字串值已經存在於常量池中,則不會建立一個新的物件,而是引用已經存在的物件。 例如: String s1 = “abcd”; String s2 = “abcd”; 在堆記憶體中這個“abcd”在建立s1的時候就已經存在了,所以它不會在去建立一個新的物件,而是會去字串常量池中引用s1這個物件賦值給s2; 第二:允許String物件快取HashCode
    Java中String物件的雜湊碼被頻繁地使用, 比如在hashMap 等容器中。 字串不變性保證了hash碼的唯一性,因此可以放心地進行快取.這也是一種效能優化手段,意味著不必每次都去計算新的雜湊碼. 在String類的定義中有如下程式碼: private int hash; 關於String不可變的好處有哪些 1.只有當字串是不可變的,字串池才有可能實現。字串池的實現可以在執行時節約很多heap空間,因為不同的字串變數都指向池中的同一個字串。但如果字串是可變的,那麼String interning將不能實現(譯者注:String interning是指對不同的字串僅僅只儲存一個,即不會儲存多個相同的字串。),因為這樣的話,如果變數改變了它的值,那麼其它指向這個值的變數的值也會一起改變。

2.如果字串是可變的,那麼會引起很嚴重的安全問題。譬如,資料庫的使用者名稱、密碼都是以字串的形式傳入來獲得資料庫的連線,或者在socket程式設計中,主機名和埠都是以字串的形式傳入。因為字串是不可變的,所以它的值是不可改變的,否則黑客們可以鑽到空子,改變字串指向的物件的值,造成安全漏洞。

3.因為字串是不可變的,所以是多執行緒安全的,同一個字串例項可以被多個執行緒共享。這樣便不用因為執行緒安全問題而使用同步。字串自己便是執行緒安全的。

4.類載入器要用到字串,不可變性提供了安全性,以便正確的類被載入。譬如你想載入java.sql.Connection類,而這個值被改成了myhacked.Connection,那麼會對你的資料庫造成不可知的破壞。

5.因為字串是不可變的,所以在它建立的時候hashcode就被快取了,不需要重新計算。這就使得字串很適合作為Map中的鍵,字串的處理速度要快過其它的鍵物件。這就是HashMap中的鍵往往都使用字串。