Java中常用类String的不可变性详解

在Java编程中，String类是一个非常重要的基础类，它用于表示和操作字符串序列。然而，String类的一个核心特性是其不可变性（immutable）。这个特性在Java编程中有着重要的影响，对于初学者来说，理解这个特性是非常有帮助的。

什么是不可变性？

不可变性意味着一个对象的状态在创建之后就不能再被改变。对于String类来说，当你创建了一个字符串对象后，你就不能再修改这个对象的内容。每次你对字符串进行看似修改的操作（如拼接、替换等），实际上都是创建了一个新的字符串对象，而原来的字符串对象保持不变。

为什么String是不可变的？

Java设计String为不可变主要是出于以下几个原因：

线程安全：由于String是不可变的，所以它在多线程环境下是安全的，不需要额外的同步措施。
缓存哈希值：因为String是不可变的，所以它的哈希值可以被缓存起来，这样在频繁进行哈希运算的场合（如HashMap、HashSet等）可以提高性能。
字符串池：Java有一个字符串池（String Pool），用于存储字符串字面量。由于字符串是不可变的，所以相同的字符串字面量可以被多个引用共享，从而节省内存。

示例代码

下面是一个简单的示例代码，用于演示String的不可变性：

public class StringImmutabilityDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个字符串对象
        String originalString = "Hello, World!";
        System.out.println("原始字符串: " + originalString);

        // 尝试修改字符串（注意：这实际上会创建一个新的字符串对象）
        String modifiedString = originalString.concat(", Java!");
        System.out.println("修改后的字符串: " + modifiedString);

        // 原始字符串并未改变
        System.out.println("原始字符串（未改变）: " + originalString);

        // 使用+操作符进行字符串拼接，同样会创建新的字符串对象
        String anotherModifiedString = originalString + ", Java!";
        System.out.println("使用+操作符拼接的字符串: " + anotherModifiedString);

        // 再次验证原始字符串未改变
        System.out.println("原始字符串（依然未改变）: " + originalString);
    }
}

代码注释：

String originalString = "Hello, World!";：创建了一个字符串对象originalString，并初始化为"Hello, World!"。
String modifiedString = originalString.concat(", Java!");：调用concat方法对originalString进行拼接操作，但实际上创建了一个新的字符串对象modifiedString，而originalString保持不变。
String anotherModifiedString = originalString + ", Java!";：使用+操作符进行字符串拼接，同样会创建一个新的字符串对象anotherModifiedString，而originalString依然保持不变。