【Java】为什么说Java的String是不可变的？

原创

胖宝宝628

修改于 2025-07-04 00:05:56

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我们都知道，在Java中，String是一个引用类型，我们常说的String不可变，其实指的是字符串对象的内容不可变，也就是其内存中的内容不能被修改，我们平时修改的只是对这块内存的引用，而普通的对象（比如User）修改后，内存中的内容是可以变化的。

String s = "abc";
s = "123";						// 这里只是修改了引用，实际上创建了两个对象

那么，String内容的不可变具体是如何实现的呢？

截取了部分源码，可以看出String本身是基于一个字符类型的数组实现的（JDK8之前是char，JDK9后是byte类型），其中有两个final关键字，一个修饰了String类本身，一个修饰了字符数组。

我们都知道，final用来修饰引用类型时，表示引用的指向不变，也就是说byte不能再指向另外一个数组。

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence,
               Constable, ConstantDesc {

    @Stable
    private final byte[] value;

说到这里，其实也不能解释为什么内容是不可变的，因为Java 数组是对象，哪怕它被 final 修饰，也只是表示引用不变，但数组里的元素还是可以改的。

那么在 String 中，是如何做到连数组内容也不允许修改的？有以下几个机制：

一、从外部来说，value 是 private final 修饰的

private保证外部根本访问不到这个字段，而且没有任何的get方法，外部拿不到这个数组，也就没有修改的机会

二、从内部来说，String不提供任何写方法

String不提供任何set方法，没有任何可以修改内部属性的方式，一但创建后其内容也永远不可变

三、构造时使用防御性拷贝（defensive copy）

在构造方法中传入内容时，不是直接使用this赋值给内部字段，而是先把内容拷贝一份，避免外部篡改原数组

public String(char[] value) {
    this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}

不使用防御性拷贝的后果：

public class ImmutableStudent {
    private final List<String> courses;

    public ImmutableStudent(List<String> courses) {
        // 错误示范：直接this赋值，没有防御性拷贝
        this.courses = courses;
    }

    public List<String> getCourses() {
        return courses;
    }

    @Override
    public String toString(){
        return courses.toString();
    }
}

为对象传参：

public class TestImmutable {
    public static void main(String[] args) {


        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("数学");
        list.add("语文");
        list.add("英语");

        ImmutableStudent immutableStudent = new ImmutableStudent(list);

        System.out.println(immutableStudent.toString());

        list.add("物理");						// 外部进行修改

        System.out.println(immutableStudent.toString());

    }
}

输出：[数学, 语文, 英语]
    [数学, 语文, 英语, 物理]

可以看出两次打印的结果不一致，原因是外部通过原始的引用修改了对象的内容，导致共享副本的风险

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