前言
上一节我们讲解到字符串本质上就是字符数组，同时详细讲解了字符串判断相等需要注意的地方，本节我们来深入探讨字符串特性，下面我们一起来看看。
不可变性
我们依然借助初始化字符串的方式来探讨字符串的不可变性，如下：
String str = "Jeffcky"; System.out.println(str);
上述我们通过字面量的方式来创建字符串，接下来我们对字符串str进行如下操作：
String str = "Jeffcky";
str.substring(0,3).concat("wang").toLowerCase().trim(); System.out.println(str);
我们看到针对str字符串进行截取、连接、小写等操作后，字符串的值依然未发生改变，这就是字符串的不可变性，我们通过查看任意一个对字符串操作的方法，比如concat方法源码：
public String concat(String str) {
int otherLen = str.length();
if (otherLen == 0) {
return this;
}
int len = value.length;
char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
str.getChars(buf, len);
return new String(buf, true);
}
通过查看concat源码得出：原始的str值永远都没有发生改变，它的值只是被复制，然后将我们连接的文本添加到复制的副本里，最后返回一个新的String。所以到这里我们知道针对字符串的操作都是复制一份字符串，然后对复制后的字符串进行操作，最终返回一个新的String对象。
字符串池
我们再来看看上一节所给出的代码示例，如下：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
String str1 = "Jeffcky";
String str2 = "Jeffcky";
System.out.println(str1 == str2);
System.out.println(str1.equals(str2));
}
}
当我们实例化一个String时（在本例中为Jeffcky）保存在Java堆内存(用于所有Java对象的动态内存分配)中。虽然在这个例子中我们有两个不同的引用变量，但它们都只是指Java Heap Memory中的同一内存位置，虽然看起来有两个不同的String对象，但实际上只有一个，而str2永远不会被实例化为对象，而是在内存中分配对应于str1的对象，这是因为Java针对字符串进行了优化处理，每次要实例化此类String对象时，都会将要添加到堆内存的值与先前添加的值进行比较，如果值已存在，则不初始化对象，并将值分配给引用变量，这些值保存在名叫“字符串池”中，该字符串池包含所有文字字符串值，当然我们可以通过new运算符绕过这种情况。
为什么字符串是不可变或final呢？
上述我们通过例子说明了字符串的不可变性特性，那么为什么字符串是不可变的呢？可以参考知乎回答：《https://www.zhihu.com/question/31345592》。我认为主要在于有效共享对象，节省内存空间。当程序运行时，创建的String实例的数量也会增长，如果不缓存String常量，堆空间中会有大量的String，占用内存空间，所以String对象被创建后缓存在字符串池中，若缓存的字符串被多个客户端共享，此时一个客户端的操作修改了字符串则影响到其他客户端，因此通过字符串的不可变性来规避这种风险，同时通过缓存和共享字符串常量，JVM为Java应用程序节省内存。
有了字符串不可变性，可以很安全的被多线程所共享，我们不用担心线程同步问题，确保线程安全。
有了字符串不可变性，可以很好的使用比如HashMap，我们能正确检索到存储到HashMap中的对象，若字符串可变且在插入到HashMap后并修改了字符串内容，此时将会出现丢失对应字符串所映射的对象。
有了字符串不可变性，此时会缓存字符串哈希码，所以每次调用字符串的hashcode方法时都不用计算，使得在HashMap中使用键非常快。
其他等等......
接下来我们一起来通过源码的方式来看看String的实现，如下：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
char a[] = {‘j‘, ‘e‘, ‘f‘, ‘f‘, ‘c‘, ‘k‘, ‘y‘};
String str = new String(a);
System.out.println(str);
}
}
我们通过字符数组创建字符串的方式去查看源码，如下：
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
/** The value is used for character storage. */
private final char value[];
/**
* Initializes a newly created {@code String} object so that it represents
* an empty character sequence. Note that use of this constructor is
* unnecessary since Strings are immutable.
*/
public String() {
this.value = new char[0];
}
/**
* Allocates a new {@code String} so that it represents the sequence of
* characters currently contained in the character array argument. The
* contents of the character array are copied; subsequent modification of
* the character array does not affect the newly created string.
*
* @param value
* The initial value of the string
*/
public String(char value[]) {
this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}
...
}
我们看到字符串对象定义为final（当前我们还未学到final，我们只需要知道通过final关键字修饰说明该类不可继承），网上有很多例子说字符串对象通过final关键字修饰，说明字符串不可变，其实这种说法是不严谨且错误的。String通过final关键字修饰的原因在于：确保不能通过扩展和覆盖行为来破坏String类的不可变性而非说明字符串不可变。比如，如下例子：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
String str1 = "Jeffcky";
String str2 = "Jeffcky".toUpperCase();
System.out.println(str1);
System.out.println(str2);
}
}
现在字符串str2为"Jeffcky".toUpperCase()，我们将同一个对象修改为“JEFFCKY”，如果修改了字符串变量，其他字符串变量也将自动受到影响，比如str1也将是"JEFFCKY"，很显然是不可取的。
总结
本文我们详细介绍了字符串的不可变、字符串池特性，同时解释了字符串为何不可变，以及说明字符串类定义为final，并不是说明其不可变，只是为了不允许通过扩展或覆盖来破坏字符串的不可变性。
原文地址：https://www.cnblogs.com/jeffckywang/p/11371100.html