Java的String对象是不可变的

这个问题很有意思,之前在面试的时候也经常会冷不丁的问一下前来应聘的毕业生,不过回答大多让人失望。而我自己有时在回想这个问题的时候,有时也会突然愣住,不知道问题的答案是什么。

今天晚上部门领导开会的时候,又突然想起来这个问题,这里记录下来自己的理解,期待以后会有更深刻的收获。

根据JDK中java.lang.String的源码进行分析,从中可以得出String类型的对象不可变的原因,大致上有如下两个:

1、java.lang.String类型在实现时,其内部成员变量全部使用final来修饰,保证成员变量的引用值只能通过构造函数来修改;

2、java.lang.String类型在实现时,在外部可能修改其内部存储值的函数实现中,返回时一律构造新的String对象或者新的byte数组或者char数组;

第2的重要性在于,假如通过String类型的toCharArray方法可以直接访问String类型内部定义的char数组,那么即便String类型内部的char数组使用了final来修饰,也仅仅保证这个成员变量的引用不可变,而无法保证引用指向的内存区域不可变。由上述两点,保证外部不可能修改java.lang.String类型对象的内部属性,从而保证String对象是不可变的。

提到String,就不得不提一下JDK中存在另外两个常用来表示字符串的类,StringBuffer和StringBuilder。根据注释,StringBuffer可谓老资格了,从JDK1.0时即伴随Java征战世界,而StringBuilder直到JDK1.5时才出现。

面试时,StringBuffer和StringBuilder的区别也是常问的话题,有些没有开发经验,对多线程编码不了解、对synchronized的使用不熟悉的兄弟,很容易在这个问题上吃亏。

StringBuffer和StringBuilder的共同点:

1、都是可变对象,对象内的字符缓存会随着拼接操作而动态扩展;

2、用来完成字符串拼接操作;

3、构造时传入内部缓存大小时,可以降低缓存扩展的次数,明显提升字符串拼接操作的效率;

 

StringBuffer和StringBuilder的区别:

1、StringBuilder的方法都是线程不安全的,从另外一个角度讲,StringBuilder类型的对象在做字符串拼接操作时,由于少了线程同步的操作,执行效率上有很大提升;

2、StringBuffer的方法都加上了synchronized关键字,因而在一定的场景下,StringBuffer类型的对象都是线程安全的,但在执行效率上,由于多了线程同步的操作,因而会有少许的损失;

在大多数场景下,字符串拼接操作都是不需要考虑多线程环境下对结果的影响的,因而使用StringBuilder类型可以提升代码的执行效率。

在多个线程的代码中共享同一个StringBuffer类型的对象时,需要关注synchronized关键字对最终结果的影响。由于StringBuffer类的实现中,仅仅对每个方法使用了synchronized修饰,这只能保证在多线程场景下,访问StringBuffer对象的同一个方法时可以保证最终结果的一致性,假如一个线程访问A方法,另外一个线程方法B方法,则由于加锁对象的不同,可能会出现不一致的现象,这是需要程序员特别要注意的地方。类似的,可以参考Vector的实现和应用场景。

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