1 物件不可變定義 

不可變物件是指物件的狀態在被初始化以後，在整個物件的生命週期內，不可改變。 

2 如何不可變 

通常情況下，在java中通過以下步驟實現不可變

1. 對於屬性不提供設值方法
2. 所有的屬性定義為private final
3. 類宣告為final不允許繼承
4. Return deep cloned objects with copied content for all mutable fields in class

注意：不用final關鍵字也可以實現物件不可變，使用final只是顯示的宣告，提示開發者和編譯器為不可變。

3 Java中典型的不可變類為String類 

為什麼String被設計為不可變？

• 安全首要原因是安全，不僅僅體現在你的應用中，而且在JDK中，Java的類裝載機制通過傳遞的引數（通常是類名）載入類，這些類名在類路徑下，想象一下，假設String是可變的，一些人通過自定義類裝載機制分分鐘黑掉應用。如果沒有了安全，Java不會走到今天
• 效能 string不可變的設計出於效能考慮，當然背後的原理是string pool，當然string pool不可能使string類不可變，不可變的string更好的提高效能。
• 執行緒安全 當多執行緒訪問時，不可變物件是執行緒安全的，不需要什麼高深的邏輯解釋，如果物件不可變，執行緒也不能改變它。 

4 為什麼String是不可變

區分物件和物件的引用

對於Java初學者， 對於String是不可變物件總是存有疑惑。看下面程式碼：  

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

　　輸出結果：

s = ABCabc s = 123456 首先建立一個String物件s，然後讓s的值為“ABCabc”， 然後又讓s的值為“123456”。 從列印結果可以看出，s的值確實改變了。那麼怎麼還說String物件是不可變的呢？ 其實這裡存在一個誤區： s只是一個String物件的引用，並不是物件本身。物件在記憶體中是一塊記憶體區，成員變數越多，這塊記憶體區佔的空間越大。引用只是一個4位元組的資料，裡面存放了它所指向的物件的地址，通過這個地址可以訪問物件。 也就是說，s只是一個引用，它指向了一個具體的物件，當s=“123456”; 這句程式碼執行過之後，又建立了一個新的物件“123456”， 而引用s重新指向了這個心的物件，原來的物件“ABCabc”還在記憶體中存在，並沒有改變。記憶體結構如下圖所示：

 

為什麼String物件是不可變的？

要理解String的不可變性，首先看一下String類中都有哪些成員變數。 在JDK1.6中，String的成員變數有以下幾個：  

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

　　在JDK1.7中，String類做了一些改動，主要是改變了substring方法執行時的行為，這和本文的主題不相關。JDK1.7中String類的主要成員變數就剩下了兩個：

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

　　由以上的程式碼可以看出， 在Java中String類其實就是對字元陣列的封裝。JDK6中， value是String封裝的陣列，offset是String在這個value陣列中的起始位置，count是String所佔的字元的個數。在JDK7中，只有一個value變數，也就是value中的所有字元都是屬於String這個物件的。這個改變不影響本文的討論。 除此之外還有一個hash成員變數，是該String物件的雜湊值的快取，這個成員變數也和本文的討論無關。在Java中，陣列也是物件。 所以value也只是一個引用，它指向一個真正的陣列物件。其實執行了String s = “ABCabc”; 這句程式碼之後，真正的記憶體佈局應該是這樣的：

value，offset和count這三個變數都是private的，並且沒有提供setValue， setOffset和setCount等公共方法來修改這些值，所以在String類的外部無法修改String。也就是說一旦初始化就不能修改， 並且在String類的外部不能訪問這三個成員。此外，value，offset和count這三個變數都是final的， 也就是說在String類內部，一旦這三個值初始化了， 也不能被改變。所以可以認為String物件是不可變的了。 那麼在String中，明明存在一些方法，呼叫他們可以得到改變後的值。這些方法包括substring， replace， replaceAll， toLowerCase等。例如如下程式碼：

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

　　輸出結果：

a = ABCabc a = aBCabc 那麼a的值看似改變了，其實也是同樣的誤區。再次說明， a只是一個引用， 不是真正的字串物件，在呼叫a.replace('A', 'a')時， 方法內部建立了一個新的String物件，並把這個心的物件重新賦給了引用a。

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

列印結果： ss = 123456
ss = 123456

String物件真的不可變嗎？

從上文可知String的成員變數是private final 的，也就是初始化之後不可改變。那麼在這幾個成員中， value比較特殊，因為他是一個引用變數，而不是真正的物件。value是final修飾的，也就是說final不能再指向其他陣列物件，那麼我能改變value指向的陣列嗎？ 比如將陣列中的某個位置上的字元變為下劃線“_”。 至少在我們自己寫的普通程式碼中不能夠做到，因為我們根本不能夠訪問到這個value引用，更不能通過這個引用去修改陣列。 那麼用什麼方式可以訪問私有成員呢？ 沒錯，用反射， 可以反射出String物件中的value屬性， 進而改變通過獲得的value引用改變陣列的結構。下面是例項程式碼：

	public static void testReflection() throws Exception {
		
		//建立字串"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欄位
		Field valueFieldOfString = String.class.getDeclaredField("value");
		
		//改變value屬性的訪問許可權
		valueFieldOfString.setAccessible(true);
		
		//獲取s物件上的value屬性的值
		char[] value = (char[]) valueFieldOfString.get(s);
		
		//改變value所引用的陣列中的第5個字元
		value[5] = '_';
		
		System.out.println("s = " + s);  //Hello_World
	}

列印結果為： s = Hello World
s = Hello_World 在這個過程中，s始終引用的同一個String物件，但是再反射前後，這個String物件發生了變化， 也就是說，通過反射是可以修改所謂的“不可變”物件的。但是一般我們不這麼做。這個反射的例項還可以說明一個問題：如果一個物件，他組合的其他物件的狀態是可以改變的，那麼這個物件很可能不是不可變物件。例如一個Car物件，它組合了一個Wheel物件，雖然這個Wheel物件宣告成了private final 的，但是這個Wheel物件內部的狀態可以改變， 那麼就不能很好的保證Car物件不可變。 連結：https://blog.csdn.net/zhangjg_blog/article/details/18319521