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关于后端:深入理解不可变对象

jiezi

前言

说到不可变对象，想必大部分人都不会生疏。Java 程序员在日常开发过程中 100% 会用到的 String 对象就属于不可变对象吗，明天咱们就来聊聊不可变对象这个话题。

什么是不可变对象

《Effective Java》中是这样定义不可变对象的：

不可变对象(Immutable Object)：对象一旦被创立后，对象所有的状态及属性在其生命周期内不会产生任何变动。

简略的说，就是一个对象在创立后，不能对该对象进行任何更改。比方上面这段代码：

public class ImmutableObject {
    private int value;
     
    public ImmutableObject(int value) {this.value = value;}
     
    public int getValue() {return this.value;}
}

因为 ImmutableObject 不提供任何 setter 办法，并且成员变量 value 是根本数据类型，getter 办法返回的是 value 的拷贝，所以一旦 ImmutableObject 实例被创立后，该实例的状态无奈再进行更改，因而该类具备不可变性。

String 类

咱们常见的 String 类，为什么说字符串是不可变的？我的代码中常常扭转 String 的值啊！如下所示：

String string = "ABC";
string = string.concat("DE");

这样，下面的字符串不就扭转成 ”ABCDE” 了么？然而实际上，咱们失去的曾经是一个新的字符串。

程序会在堆中从新创立一个 ”ABCDE” 字符串，和 ”ABC” 并不是同一个对象。

所以，一旦一个 string 对象在内存 (堆) 中被创立进去，他就无奈被批改。而且，String 类的所有办法都没有扭转字符串自身的值，都是返回了一个新的对象。

string 类如何设计成不可变

  1. String 类被 final 关键字润饰，所以它不会有子类，这就意味着没有子类能够重写它的办法，扭转它的行为。
  2. String 类的数据存储在 char[] 数组中，而这个数组也被 final 关键字润饰了，这就示意 String 对象是没法被批改的，只有初始化一次，值就确定了。

不可变的益处

安全性

String 是 Java 中最根底也是最长应用的类，常常用于存储一些敏感信息，例如用户名、明码、网络连接等。因而，String 类的安全性对于整个应用程序至关重要。

节俭空间（字符串常量池）

通过应用常量池，内容雷同的字符串能够应用同一个对象，从而节俭内存空间。如果 String 是可变的，试想一下，当字符串常量池中的某个字符串对象被很多中央援用时，此时批改了这个对象，则所有援用的中央都会扭转，这可能会导致预期之外的状况。

性能

String 被广泛应用于 HashMap、HashSet 等哈希类中，当对这些哈希类进行操作时，例如 HashMap 的 get/put，hashCode 会被频繁调用。

线程平安

String 对象是不可批改的，如果线程尝试批改 String 对象，会创立新的 String，所以不存在并发批改同一个对象的问题。

因为不可变性，String 的 hashCode 只须要计算 1 次后就能够缓存起来，因而在哈希类中应用 String 对象能够晋升性能。

总结

因为字符串是不可变的，因而它们的援用能够被视为一般变量，能够在办法之间和线程之间传递它们，而不用放心它所指向的理论字符串对象是否会扭转。

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