String的不可变性

首先明确一点，String类被声明为final与String对象是immutable的没有必然的联系。

那么为什么说String对象是不可变的呢？

1、 我们知道String实现依靠的是char[]， 那么首先看下String源码：

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {    /** The value is used for character storage. */    private final char value[];

在程序内部这个数组被声明为private的，同时是个final的。
Private可以保证value数组不被调用者访问到，final可以确保数组的地址是不变的。

注意，声明数组为final的时仅仅可以保证数组的地址是不变的，并不能保证数组里面的值不变。

请看下面的例子：

总结：内部的value数组被声明为private，确保了value的值不会被外部程序改变。

2、 String类被声明为final的，它的意义是什么呢？

我们知道，类被声明为final的时候，这个类是不可以为继承的，这样就不能修改这个类里面的方法实现。
比方说如果String类可以被继承。那么我们就可以写一个方法去改变value数组，比如：

//改变value数组public void setChar(char c , int index){        value[index] = c;}//或者直接去改变String对象：  public static StringBuilder append(StringBuilder stringBuilder){        return stringBuilder.append("122");    }

3、 String对象的不可变的好处

（1）以set为例

@Test    public void test3() {        Set<StringBuilder> stringBuilders = new HashSet<StringBuilder>();       // StringBuilder类型的变量分别指向堆上的"a" 和"ab",        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("a");        StringBuilder stringBuilder1 = new StringBuilder("ab");        //将这两个变量放进HashSet中        stringBuilders.add(stringBuilder);        stringBuilders.add(stringBuilder1);        //创建一个新的StringBuilder stringBuilder2变量指向 stringBuilder 所在的地址        StringBuilder stringBuilder2 = stringBuilder;        //在stringBuilder2上追加一个字符串"b",        // 注意：由于StringBuilder是可变的，此时会改变stringBuilder的值        //此时会导致Set上出现两个相等的值，从而破坏了HashSet的键值唯一性        stringBuilder2.append("b");        stringBuilders.add(stringBuilder2);    }

（2）String的不可变性确保了线程安全。在并发场景下，对共享资源的写操作会引发静态条件，只有对资源进行写操作才引发资源状态的不一致，而不可变对象不可写，因此是线程安全的。

总结：String类通过将类设置为final来确保类不会被继承，从而可以保证方法不被覆盖，因此确保了String类的所有方法都唯一被SUN的工程师设计和控制。我们在使用的过程中需要注意，千万不要用可变类型做HashMap和HashSet键值，在使用自定义的对象作为键值的时候，一定要重写HashCode和Equals方法。

4、 上面讲过了String类不可以被外部修改，那么如果在内部被修改的话，同样不能保证是immutable的。

现在来看内部是如何保证String对象不可变的
首先：我们知道String是一个引用类型，如果对它本身进行修改是不需要返回的，通过观察源码可以发现，任何写操作都会返回一个新的String对象。
例如replace方法：

public String replace(char oldChar, char newChar) {        if (oldChar != newChar) {            int len = value.length;            int i = -1;            char[] val = value; /* avoid getfield opcode */            while (++i < len) {                if (val[i] == oldChar) {                    break;                }            }            if (i < len) {                char buf[] = new char[len];                for (int j = 0; j < i; j++) {                    buf[j] = val[j];                }                while (i < len) {                    char c = val[i];                    buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;                    i++;                }                return new String(buf, true);            }        }        return this;    }

总结：因为在String类的内部，程序员巧妙的保证了String的不可变，即：任何对String的写操作，都是返回新的String对象

总结：

综上：
String不可变的原因：
防止被外部改变：
（1） 类设计为final的，确保类不被继承，方法不被覆盖
（2） 内部实现上用的是private final的数组
内部实现上避免改变原字符串：
（1） 任何对String的写操作都不是在原来的字符串上进行的修改，而是创建的新对象
好处：
（1） 线程安全
（2） 在使用String作为HashMap和HashSet的key时，可以确保键值唯一性