1. 字符串常量池的需要

字符串常量池(String pool,String intern pool, String保留池) 是Java堆內存中一個特殊的存儲區域, 當創建一個String對象時,假如此字符串值已經存在于常量池中,則不會創建一個新的對象,而是引用已經存在的對象。

如下面的代碼所示,將會在堆內存中只創建一個實際String對象.

String?s1?=?"abcd";??

String?s2?="abcd";??

示意圖如下所示:

圖1

假若字符串對象允許改變,那么將會導致各種邏輯錯誤,比如改變一個對象會影響到另一個獨立對象. 嚴格來說，這種常量池的思想,是一種優化手段.

請思考: 假若代碼如下所示，s1和s2還會指向同一個實際的String對象嗎?

String?s1=?"ab"?+?"cd";??

String?s2="abc"?+?"d";??

也許這個問題違反新手的直覺, 但是考慮到現代編譯器會進行常規的優化, 所以他們都會指向常量池中的同一個對象. 或者,你可以用?jd-gui?之類的工具查看一下編譯后的class文件.

2. 允許String對象緩存HashCode

Java中String對象的哈希碼被頻繁地使用, 比如在hashMap 等容器中。

字符串不變性保證了hash碼的唯一性,因此可以放心地進行緩存.這也是一種性能優化手段,意味著不必每次都去計算新的哈希碼. 在String類的定義中有如下代碼:

private?int?hash;//用來緩存HashCode??

3. 安全性

String被許多的Java類(庫)用來當做參數,例如 網絡連接地址URL,文件路徑path,還有反射機制所需要的String參數等, 假若String不是固定不變的,將會引起各種安全隱患。

假如有如下的代碼:

boolean?connect(string?s){??

if?(!isSecure(s))?{???

throw?new?SecurityException();???

}??

//?如果在其他地方可以修改String,那么此處就會引起各種預料不到的問題/錯誤???

????causeProblem(s);??

}??

總體來說, String不可變的原因包括 設計考慮,效率優化問題,以及安全性這三大方面. 事實上,這也是Java面試中的許多 "為什么" 的答案。