在Java中，如果一个对象在创建后，它的状态不能改变，那么我们就认为这个对象是不可变的，即对象内的成员变量，包括基本数据类型的值不能改变，引用类型的变量不能指向其他的对象，引用类型指向的对象的状态也不能改变。
而在Java中，String类就是一个不可变对象的好例子。一旦创建String对象后，我们不能对它的状态进行改变。我们可以创建新的String对象，但是不能改变原有的String对象。
区分对象和对象的引用
对于Java初学者，对于String是不可变对象总是存有疑惑。看下面代码：
Strings=ABCabc;
Systm.out.println(s=+s);
s=;
Systm.out.println(s=+s);
打印结果为：
s=ABCabc
s=
首先创建一个String对象s，然后让s的值为“ABCabc”，然后又让s的值为“”。从打印结果可以看出，s的值确实改变了。那么怎么还说String对象是不可变的呢？其实这里存在一个误区：s只是一个String对象的引用，并不是对象本身。对象在内存中是一块内存区，成员变量越多，这块内存区占的空间越大。引用只是一个4字节的数据，里面存放了它所指向的对象的地址，通过这个地址可以访问对象。
也就是说，s只是一个引用，它指向了一个具体的对象，当s=“”;这句代码执行过之后，又创建了一个新的对象“”，而引用s重新指向了这个心的对象，原来的对象“ABCabc”还在内存中存在，并没有改变。内存结构如下图所示：
Java和C++的一个不同点是，在Java中不可能直接操作对象本身，所有的对象都由一个引用指向，必须通过这个引用才能访问对象本身，包括获取成员变量的值，改变对象的成员变量，调用对象的方法等。而在C++中存在引用，对象和指针三个东西，这三个东西都可以访问对象。其实，Java中的引用和C++中的指针在概念上是相似的，他们都是存放的对象在内存中的地址值，只是在Java中，引用丧失了部分灵活性，比如Java中的引用不能像C++中的指针那样进行加减运算。
为什么String对象是不可变的？
要理解String的不可变性，首先看一下String类中都有哪些成员变量。在JDK1.6中，String的成员变量有以下几个：
publicfinalclassString
implmntsjava.io.Srializabl,ComparablString,CharSqunc
{
/**Thvaluisusdforcharactrstorag.*/
privatfinalcharvalu[];
/**Thoffstisthfirstindxofthstoragthatisusd.*/
privatfinalintoffst;
/**ThcountisthnumbrofcharactrsinthString.*/
privatfinalintcount;
/**Cachthhashcodforthstring*/
privatinthash;//Dfaultto0
在JDK1.7中，String类做了一些改动，主要是改变了substring方法执行时的行为，这和本文的主题不相关。JDK1.7中String类的主要成员变量就剩下了两个：
publicfinalclassString
implmntsjava.io.Srializabl,ComparablString,CharSqunc{
/**Thvaluisusdforcharactrstorag.*/
privatfinalcharvalu[];
/**Cachthhashcodforthstring*/
privatinthash;//Dfaultto0
由以上的代码可以看出，在Java中String类其实就是对字符数组的封装。JDK6中，valu是String封装的数组，offst是String在这个valu数组中的起始位置，count是String所占的字符的个数。在JDK7中，只有一个valu变量，也就是valu中的所有字符都是属于String这个对象的。这个改变不影响本文的讨论。除此之外还有一个hash成员变量，是该String对象的哈希值的缓存，这个成员变量也和本文的讨论无关。在Java中，数组也是对象（可以参考我之前的文章java中数组的特性）。所以valu也只是一个引用，它指向一个真正的数组对象。其实执行了Strings=“ABCabc”;这句代码之后，真正的内存布局应该是这样的：
valu，offst和count这三个变量都是privat的，并且没有提供stValu，stOffst和stCount等公共方法来修改这些值，所以在String类的外部无法修改String。也就是说一旦初始化就不能修改，并且在String类的外部不能访问这三个成员。此外，valu，offst和count这三个变量都是final的，也就是说在String类内部，一旦这三个值初始化了，也不能被改变。所以可以认为String对象是不可变的了。
那么在String中，明明存在一些方法，调用他们可以得到改变后的值。这些方法包括substring，rplac，rplacAll，toLowrCas等。例如如下代码：
Stringa=ABCabc;
Systm.out.println(a=+a);
a=a.rplac(A,a);
Systm.out.println(a=+a);
打印结果为：
a=ABCabc
a=aBCabc
那么a的值看似改变了，其实也是同样的误区。再次说明，a只是一个引用，不是真正的字符串对象，在调用a.rplac(‘A’,‘a’)时，方法内部创建了一个新的String对象，并把这个心的对象重新赋给了引用a。String中rplac方法的源码可以说明问题：
小伙伴们也可以自己查看其他方法，都是在方法内部重新创建新的String对象，并且返回这个新的对象，原来的对象是不会被改变的。这也是为什么像rplac，substring，toLowrCas等方法都存在返回值的原因。也是为什么像下面这样调用不会改变对象的值：
Stringss=;
Systm.out.println(ss=+ss);
ss.rplac(1,0);
Systm.out.println(ss=+ss);
打印结果：
ss=
ss=
String对象真的不可变吗？
从上文可知String的成员变量是privatfinal的，也就是初始化之后不可改变。那么在这几个成员中，valu比较特殊，因为他是一个引用变量，而不是真正的对象。valu是final修饰的，也就是说final不能再指向其他数组对象，那么我能改变valu指向的数组吗？比如将数组中的某个位置上的字符变为下划线“_”。至少在我们自己写的普通代码中不能够做到，因为我们根本不能够访问到这个valu引用，更不能通过这个引用去修改数组。
那么用什么方式可以访问私有成员呢？没错，用反射，可以反射出String对象中的valu属性，进而改变通过获得的valu引用改变数组的结构。下面是实例代码：
publicstaticvoidtstRflction()throwsExcption{
//创建字符串HlloWorld，并赋给引用s
Strings=HlloWorld;
Systm.out.println(s=+s); //HlloWorld
//获取String类中的valu字段
FildvaluFildOfString=String.class.gtDclardFild(valu);
//改变valu属性的访问权限
valuFildOfString.stAccssibl(tru);
//获取s对象上的valu属性的值
char[]valu=(char[])valuFildOfString.gt(s);
//改变valu所引用的数组中的第5个字符
valu[5]=_;
Systm.out.println(s=+s);//Hllo_World
}
打印结果为：
s=HlloWorld
s=Hllo_World
在这个过程中，s始终引用的同一个String对象，但是再反射前后，这个String对象发生了变化，也就是说，通过反射是可以修改所谓的“不可变”对象的。但是一般我们不这么做。这个反射的实例还可以说明一个问题：如果一个对象，他组合的其他对象的状态是可以改变的，那么这个对象很可能不是不可变对象。例如一个Car对象，它组合了一个Whl对象，虽然这个Whl对象声明成了privatfinal的，但是这个Whl对象内部的状态可以改变，那么就不能很好的保证Car对象不可变。
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