其實(shí)在Java中，String類(lèi)被final修飾，主要是為了保證字符串的不可變性，進(jìn)而保證了它的安全性。那么final到底是怎么保證字符串安全性的呢？接下來(lái)就讓我們一起來(lái)看看吧。

一. final的作用

1.??final關(guān)鍵詞修飾的類(lèi)不可以被其他類(lèi)繼承，但是該類(lèi)本身可以繼承其他類(lèi)，通俗地說(shuō)就是這個(gè)類(lèi)可以有父類(lèi)，但不能有子類(lèi)。

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final?class?MyTestClass1 { ????// ... }

2.??final關(guān)鍵詞修飾的方法不可以被覆蓋重寫(xiě)，但可以被繼承使用。

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class?MyTestClass2 { ????final?void?myMethod() { ????????// ... ????} }

3.??final關(guān)鍵詞修飾的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型被稱(chēng)為常量，只能被賦值一次?！　?/p>

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class?MyTestClass3 { ????final?int?number =?100; }

4.??final關(guān)鍵詞修飾的引用數(shù)據(jù)類(lèi)型變量，其值為地址值，該地址值不能改變，但該地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象可以被改變（其實(shí)這一點(diǎn)就和我們今天要說(shuō)的內(nèi)容有關(guān)了，在后面我會(huì)結(jié)合案例跟大家重點(diǎn)解釋，大家一定要打起精神仔細(xì)學(xué)習(xí)哦）。

5.??final關(guān)鍵詞修飾的成員變量，需要在創(chuàng)建對(duì)象前就賦值，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)(即需要在定義時(shí)直接賦值)。

綜上所述，我們可以知道，final在Java中是一個(gè)非常有用的關(guān)鍵字，主要可以提高我們代碼的穩(wěn)定性和可讀性。當(dāng)然，我們今天要講解的重點(diǎn)是被final修飾的String類(lèi)，所以接下來(lái)我們還是把目光轉(zhuǎn)回到String身上來(lái)，看看String都有哪些特性吧！

二. 被final修飾的String類(lèi)

為了讓大家更好地理解String的不可變性，首先我要給各位簡(jiǎn)要地講一下String的源碼設(shè)計(jì)。從下面的這段源碼中，我們可以搞清楚很多底層的設(shè)計(jì)思路，接下來(lái)就請(qǐng)大家跟著我一起來(lái)看看String的核心源碼吧。

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/** ?* ......其他略...... ?* ?* Strings are constant; their values cannot be changed after they ?* are created. String buffers support mutable strings. ?* Because String objects are immutable they can be shared. For example: ?* ?* ......其他略...... ?* ?*/ public?final?class?String ????implements?java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence { ????? ????......

我先把上面的源碼及其注釋，給大家作一個(gè)簡(jiǎn)單的解釋：

●?final：請(qǐng)參考第1小節(jié)對(duì)final特點(diǎn)的介紹；

●?Serializable：用于序列化；

●?Comparable<String>：默認(rèn)的比較器；

●?CharSequence: 提供對(duì)字符序列進(jìn)行統(tǒng)一、只讀的操作。

從這段源碼及其注釋中，我們可以得到下面這些結(jié)論：

●?String類(lèi)用final關(guān)鍵字修飾，說(shuō)明String不可被繼承；

●?String字符串是常量，字符串的值一旦被創(chuàng)建，就不能被改變；

●?String字符串緩沖區(qū)支持可變字符串；

●?String對(duì)象是不可變的，它們是可以被共享的。

三. String的不可變性

在學(xué)習(xí)了上面的這些核心源碼之后，接下來(lái)，我們可以通過(guò)一個(gè)案例來(lái)實(shí)踐驗(yàn)證一番，看看String字符串的內(nèi)容到底能不能改變。這里有個(gè)代碼案例，如下圖所示：

在上述的案例結(jié)果中，大家可以看出，s的內(nèi)容竟然發(fā)生了改變？！但我們不是一直說(shuō)String是不可變的嗎？這是咋回事？大家先別急，我們繼續(xù)往下看。

要想弄明白這個(gè)問(wèn)題，我們首先得知道一個(gè)知識(shí)點(diǎn)：引用和值的區(qū)別！

在上面的代碼中，我們先是創(chuàng)建了一個(gè) "yiyige" 為內(nèi)容的字符串引用s，如下圖：

?s其實(shí)先是指向了value對(duì)象，而value對(duì)象又指向了存儲(chǔ) "y，i，y，i，g，e" 字符的字符數(shù)組。但因?yàn)関alue被final修飾，所以value的值不可被更改。因此，上面代碼中改變的其實(shí)是s的引用指向，而不是改變了String對(duì)象的值！

換句話說(shuō)，上面實(shí)例中s的值，其實(shí)只是value的引用地址，并不是String的內(nèi)容本身。當(dāng)我們執(zhí)行 s = "yyg"?語(yǔ)句時(shí)，Java會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的字面量對(duì)象 "yyg"，而原來(lái)的 "yiyige" 字面量對(duì)象其實(shí)依然存在于內(nèi)存的intern緩存池中。

在這里，String對(duì)象的改變，實(shí)際上是通過(guò)內(nèi)存地址的“斷開(kāi)-連接”變化來(lái)完成的。在這個(gè)過(guò)程中，原字符串中的內(nèi)容并沒(méi)有發(fā)生任何的改變。String s = "yiyige"?和 s = "yyg"這兩行代碼，實(shí)質(zhì)上是開(kāi)辟了2個(gè)內(nèi)存空間，s只是由原來(lái)指向 "yiyige" 變?yōu)橹赶?"yyg" 而已，而其原來(lái)的字符串內(nèi)容，是沒(méi)有發(fā)生改變的，如下圖所示。

因此，我們?cè)谝院蟮拈_(kāi)發(fā)中，如果要經(jīng)常修改字符串的內(nèi)容，請(qǐng)盡量少用String！因?yàn)槿绻址闹赶蚪?jīng)常的“斷開(kāi)-連接”，就會(huì)大大降低性能，我建議大家使用StringBuilder?或?StringBuffer?進(jìn)行替換。

我們繼續(xù)把上面的代碼深入地分析一下。在Java中，因?yàn)閿?shù)組也是對(duì)象， 所以value中存儲(chǔ)的也只是一個(gè)引用，它指向一個(gè)真正的數(shù)組對(duì)象。在執(zhí)行了String s = “yiyige”; 這句代碼之后，真正的內(nèi)存布局應(yīng)該是下圖這樣的：

因?yàn)関alue是String封裝的字符數(shù)組，value中所有的字符都屬于String這個(gè)對(duì)象。而由于value是private的，沒(méi)有提供setValue等公共方法來(lái)修改這個(gè)value值，所以我們?cè)赟tring類(lèi)的外部是無(wú)法修改value值的，也就是說(shuō)字符串一旦初始化就不能再被修改。

此外，value變量是final修飾的，也就是說(shuō)在String類(lèi)內(nèi)部，一旦這個(gè)值初始化了，value這個(gè)變量所引用的地址就不會(huì)改變了，即一直引用同一個(gè)對(duì)象。正是基于這一層，我們才說(shuō)String對(duì)象是不可變的對(duì)象。

所以String的不可變，其實(shí)是指value在棧中的引用地址不可變，而不是說(shuō)常量池中value字符數(shù)組里的數(shù)據(jù)元素不可變。也就是說(shuō)，value所引用的數(shù)組對(duì)象里的內(nèi)容，其實(shí)是可以發(fā)生改變的。

那么我們又如何改變它呢？這就要通過(guò)反射來(lái)消除String類(lèi)對(duì)象的不可變性啦！

四. String真的不可變嗎？

在上述內(nèi)容中，我們重點(diǎn)給大家解釋了String字符串的可變性。現(xiàn)在大家應(yīng)該已經(jīng)知道了，String字符串的內(nèi)容其實(shí)是可變的，不可改變的只是String字符串的對(duì)象地址。那么我們到底該怎么讓String字符串的內(nèi)容發(fā)生改變呢？在上述我們給大家提到了反射，接下來(lái)我們就來(lái)看看如何通過(guò)反射改變String字符串的內(nèi)容吧。代碼案例如下所示：

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try?{ ????String str =?"yyg"; ????System.out.println("str="?+ str +?", 唯一性hash值="?+ System.identityHashCode(str)); ????Class stringClass = str.getClass(); ????//獲取String類(lèi)中的value屬性 ????Field field = stringClass.getDeclaredField("value"); ????//設(shè)置私有成員的可訪問(wèn)性,進(jìn)行暴力反射 ????field.setAccessible(true); ????//獲取value數(shù)組中的內(nèi)容 ????char[] value = (char[]) field.get(str); ????System.out.println("value="?+ Arrays.toString(value)); ????value[1] =?'z'; ????System.out.println("str="?+ str +?", 唯一性hash值="?+ System.identityHashCode(str)); }?catch?(NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) { ????e.printStackTrace(); }

執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

??

從上面的結(jié)果中我們可以看到，String字符串的字符數(shù)組，通過(guò)反射進(jìn)行修改后，字符串的“內(nèi)容”真的發(fā)生了變化！

并且我們又利用底層的java.lang.System#identityHashCode()方法(不管是否重寫(xiě)了hashCode方法)，來(lái)獲取到了該字符串對(duì)象的唯一哈希值，該方法獲取的hash值與hashCode()方法是一樣的。

從結(jié)果中，我們可以看到兩個(gè)字符串的唯一hash值是一樣的，這就證明字符串的引用地址沒(méi)有發(fā)生改變。

所以這就說(shuō)明，我們并不是像之前那樣創(chuàng)建了一個(gè)新的String字符串，而是真的改變了原有String的內(nèi)容。

這個(gè)代碼案例進(jìn)一步證明了我們上面的結(jié)論：String字符串的不可變，指的其實(shí)是value對(duì)象在棧中的引用地址不可變，而不是說(shuō)常量池中value里的數(shù)據(jù)元素不可變！簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是String字符串的內(nèi)容其實(shí)是可以改變的，不能改表的是它的對(duì)象地址而已。

?所以這也就是我們上述所說(shuō)的final的作用之一：final關(guān)鍵詞修飾的引用數(shù)據(jù)類(lèi)型的變量，其值為地址值，地址值不能改變，但是地址內(nèi)的數(shù)據(jù)對(duì)象可以被改變！

五. 總結(jié)

至此，我們就把今天的面試題分析完了，現(xiàn)在你明白了嗎？最后我再來(lái)給大家總結(jié)一下今天的重點(diǎn)內(nèi)容吧：

1.??為什么要用final修飾java中的String類(lèi)呢？

核心：因?yàn)樗_保了字符串的安全性和可靠性。

2.??java中的String真的不可變嗎？

核心：String字符串的內(nèi)容其實(shí)是可變的，但要通過(guò)特殊手段進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，不可改變的是String字符串對(duì)象的地址。

3.??如何消除String類(lèi)對(duì)象的不可變性？

核心：利用反射來(lái)消除String類(lèi)對(duì)象的不可變性。

4.??如果想要保證String的不可變要注意哪些？

●?首先，將 String 類(lèi)聲明為 final類(lèi)型。這意味著String類(lèi)是不可被繼承的，防止程序員通過(guò)繼承重寫(xiě)String類(lèi)的某些方法，使得String類(lèi)出現(xiàn)“可變的”的情況；

●?然后，重要的字符數(shù)組value屬性，要被private 和 final修飾。它是String的底層數(shù)組，用于存貯字符串內(nèi)容。又因?yàn)閿?shù)組是引用類(lèi)型，所以只能限制引用不被改變，也就是說(shuō)數(shù)組元素的值是可以改變的，這在上面的案例中已經(jīng)證明過(guò)了；

●?接著，所有修改的方法都返回新的字符串對(duì)象，保證修改時(shí)不會(huì)改變?cè)紝?duì)象的引用；

●?最后，不同的字符串對(duì)象都可以指向緩存池中的同一個(gè)字符串字面量。

當(dāng)然，“Java中的String類(lèi)使用final修飾”這個(gè)概念非常重要，因?yàn)樗_保了字符串的安全性和可靠性。但是我們也要清楚不可改變的只是它的地址，而不是它的內(nèi)容，它的內(nèi)容是可以利用反射來(lái)改變的！只不過(guò)在一般的描述中，大家都會(huì)說(shuō)String內(nèi)容不可改變，畢竟很多時(shí)候是不允許利用反射這種特殊的功能去進(jìn)行這樣的操作的。