String源码解析和面试题

String

不变性

一旦被初始化，就不能再被改变；即使修改，也是新的对象

String s = "Hello";
s = "你好";

为了满足不可变对象，Java语言要求遵守以下5条原则：

类内部所有的字段都是final修饰的
类内部所有的字段都是私有的，也就是private修饰
类不能够被集合和拓展
类不能对外提供那些能够修改内部状态的方法，setter方法也不行
类内部的字段如果是引用，也就是说可以指向可变对象，但我们不能获取这个对象

我们来看一下源码：

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
}

从源码可以看出，String满足不可变对象的5条原则，源码解析：

String类被final修饰，说明String类绝不可能被继承了，——也就是任何对String的操作方法，都不会被继承覆写。
String 中保存数据的是一个char的数组value，同样也是被final修饰，——也就是value一旦被赋值，内存地址是绝对无法修改的
value的权限是私有的，外部绝对访问不到
String也没有开放出可以对value进行赋值的方法

综上，value一旦产生，内存地址就根本无法被修改。

String的其他方法是怎么回事？

既然String是不可变的，好像内部还有很多substring， replace， replaceAll这些操作的方法。好像都是对String对象改变了，解释起来也很简单，我们每次的replace这些操作，其实就是在堆内存中创建了一个新的对象。然后我们的value指向不同的对象罢了。

String str = “Hello world！”;
str = str.replace("world", "World...");

String真的不可变吗？

真的不能改变String吗？别忘了反射机制，在通常情况下，他可以做出一些违反语言设计原则的事情。

通过反射来改变String：

public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello";
        System.out.println(str);
        try {
            // 通过反射获取内部的value字符数组
            Field field = String.class.getDeclaredField("value");
            field.setAccessible(true);
            char[] value;
            value = (char[]) field.get(str);
            // 把字符串第一个字符H变成小写
            value[0] = 'h';
            System.out.println(str);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Java中String部分源码解析

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不变性

String的其他方法是怎么回事？

String真的不可变吗？