扒开外衣仔细分析：String为什么不可变

前言

说到Java源码，我相信小伙伴们或多或少都有接触，比如util包中常见的ArrayList、HashMap、LinkedHashMap，还有前面我们学过的多线程相关类，如：Executors、CountDownLatch、CyclicBarrier，又或者是lang包中的Object、Integer、String、Thread等。

这些都是我们比较常见的类，不过对于他们的实现原理，我们有时候并不能说出个所以然来，甚至有些人写了四五年代码，连最最常见的String如何实现都没有看过，还总是抱怨每天总是搬砖、前途迷茫。说实话，学习源码并不仅仅是为了应对面试，更重要的是我们通过阅读源码的过程，学习它的设计思想，这种思想在我们项目中完全可以实践出来。

总结来说，阅读源码有以下几点好处：

学习优秀的设计思想；

增加面试实力，横扫一片；

代码日常评审时大秀肌肉。

String源码分析

String在日常开发中的使用频率相当高，所以今天就要扒开String的外衣，看看它究竟为什么这么受欢迎。

2.1 不可变性

publicfinalclassStringimplementsjava.io.Serializable,Comparable<String>,CharSequence{...}

从代码中可以看到，String类由final关键字修饰，这也意为着String类不可被继承，创建后不能被修改。

String类同时实现了三个接口：

Serializable：实现序列化，标记接口，用于标识序列化，未实现该接口无法被序列化。

Comparable：对两个实例化对象比较大小

CharSequence：String本质是个char数组，该接口为只读的字符序列。

2.2 成员变量

/**Thevalueisusedforcharacterstorage.*/privatefinalcharvalue[];/**Cachethehashcodeforthestring*/privateinthash;//Defaultto0/**useserialVersionUIDfromJDK1.0.2forinteroperability*/privatestaticfinallongserialVersionUID=-6849794470754667710L;/***ClassStringisspecialcasedwithintheSerializationStreamProtocol.*/privatestaticfinalObjectStreamField[]serialPersistentFields=newObjectStreamField[0];

String 中保存数据的是一个 char 的数组 value， value 同样也是被 final 修饰，这就意外着该数组无法被修改，同时value 的访问权限是 private ，外部访问不到该变量，String 也没有提供 value 的相关操作方法，所以 value 一旦生成就无法再被被修改。

2.3 常见方法

接下来看String类中几个常见的方法是如何实现的

equals

publicbooleanequals(ObjectanObject){//内存地址是否相同if(this==anObject){returntrue;}//目标对象是否为String类，不是的话直接返回falseif(anObjectinstanceofString){StringanotherString=(String)anObject;intn=value.length;//判断两者长度是否相等if(n==anotherString.value.length){charv1[]=value;charv2[]=anotherString.value;inti=0;//比较两者中每一个字符是否相等while(n--!=0){if(v1[i]!=v2[i])returnfalse;i++;}returntrue;}}returnfalse;}

截取字符串：substring

publicStringsubstring(intbeginIndex,intendIndex){if(beginIndex<0){thrownewStringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);}if(endIndex>value.length){thrownewStringIndexOutOfBoundsException(endIndex);}intsubLen=endIndex-beginIndex;if(subLen<0){thrownewStringIndexOutOfBoundsException(subLen);}return((beginIndex==0)&&(endIndex==value.length))?this:newString(value,beginIndex,subLen);}

总结

通过源码可以看到，对于满足条件的起始/终止下标，该方法会调用new String()构成器，而该构造器最终通过System.arraycopy生成一个新的字符串返回，这也就意为着该方法并不会在原有字符串基础上进行修改。

同样的，我们可以查看replace、concat等方法源码，他们都会不会修改原有字符串，而是会生成一个新的字符串对象返回，这也是String不可变的表现。