【知乎】String类为什么要设计成final？

网上找了很久，但是基本都是在说string为什么不可变，以及不可变的好处。
但是final修饰和不可变（immutable ）没有必然联系吧。所以想问为什么要设计成final的？
网上还找到了一种说法：“final修饰string类，表示所有string类的方法就是final的，所以在调用string方法的时候就会被jvm优化为内联函数，可以提高效率。”这种说法是正确的吗？

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26 个回答

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Jaskey Lam Product-Driven Programmer

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String基本约定中最重要的一条是immutable。

的确声明String为final 和immutable是没有必然关系，但是假如String没有声明为final, 那么你的StringChilld就有可能是被复写为mutable的，这样就打破了成为共识的基本约定。

举个例子：一个方法可能本来接受String类型并返回其大写方式

public static String uppperString(String s){
        return s.toUpperCase();
}

你传入String 的s="test", 他不会修改字符串池中"test", 而是直接新建立一个实例"TEST"返回。但如果你的StringChild的toUpperCase()被你重写（override）为mutable的方式，然后你调用这个方法的时候传入的是StringChild实例， 那么整体(依赖于(过)方法uppperString的所有类)的行为就有可能出现错乱。

要知道，String是几乎每个类都会使用的类，特别是作为Hashmap之类的集合的key值时候，mutable的String有非常大的风险。而且一旦发生，非常难发现。

声明String为final一劳永逸。


传送门：
Why String is Immutable or Final in Java
Why is String class declared final in Java?

编辑于 2015-06-16  3 条评论  感谢 

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胖胖 趁还能跑能唱能笑的时候赶快死

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大白话解释就是：String很多实用的特性，比如说“不可变性”，是工程师精心设计的艺术品！艺术品易碎！用final就是拒绝继承，防止世界被熊孩子破坏，维护世界和平！

1. 什么是不可变？
String不可变很简单，如下图，给一个已有字符串"abcd"第二次赋值成"abcedl"，不是在原内存地址上修改数据，而是重新指向一个新对象，新地址。


2. String为什么不可变？
翻开JDK源码， java.lang.String类起手前三行，是这样写的：

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable, CharSequence {
    /** String本质是个char数组. 而且用final关键字修饰.*/
    private final char value[];
	...
	...
}

首先String类是用final关键字修饰，这说明String不可继承。再看下面，String类的主力成员字段value是个char[ ]数组，而且是用 final修饰的。final修饰的字段创建以后就不可改变。

有的人以为故事就这样完了，其实没有。因为虽然value是不可变，也只是value这个引用地址不可变。挡不住 Array数组是可变的事实。Array的数据结构看下图，

也就是说Array变量只是stack上的一个引用，数组的本体结构在heap堆。String类里的value用final修饰，只是说stack里的这个叫value的引用地址不可变。没有说堆里array本身数据不可变。看下面这个例子，

final int[] value={1,2,3}
int[] another={4,5,6};
value=another;    //编译器报错，final不可变

value用final修饰，编译器不允许我把value指向堆区另一个地址。但如果我直接对数组元素动手，分分钟搞定。

final int[] value={1,2,3};
value[2]=100;  //这时候数组里已经是{1,2,100}

所以String是不可变，关键是因为SUN公司的工程师，在后面所有String的方法里很小心的没有去动Array里的元素，没有暴露内部成员字段。private final char value[]这一句里，private的私有访问权限的作用都比final大。而且设计师还很小心地把整个String设成final禁止继承，避免被其他人继承后破坏。所以 String是不可变的关键都在底层的实现，而不是一个final。考验的是工程师构造数据类型，封装数据的功力。

3. 不可变有什么好处？
这个最简单地原因，就是为了 安全。看下面这个场景（有评论反应例子不够清楚，现在完整地写出来），一个函数appendStr( )在不可变的String参数后面加上一段“bbb”后返回。appendSb( )负责在可变的StringBuilder后面加“bbb”。

class Test{
    //不可变的String
    public static String appendStr(String s){
        s+="bbb";
        return s;
    }

    //可变的StringBuilder
    public static StringBuilder appendSb(StringBuilder sb){
        return sb.append("bbb");
    }

    public static void main(String[] args){
        //String做参数
        String s=new String("aaa");
        String ns=Test.appendStr(s);
        System.out.println("String aaa >>> "+s.toString());

        //StringBuilder做参数
        StringBuilder sb=new StringBuilder("aaa");
        StringBuilder nsb=Test.appendSb(sb);
        System.out.println("StringBuilder aaa >>> "+sb.toString());
    }
}

//Output: 
//String aaa >>> aaa
//StringBuilder aaa >>> aaabbb 

如果程序员不小心像上面例子里，直接在传进来的参数上加"bbb"，因为Java对象参数传的是引用，所以可变的的StringBuffer参数就被改变了。可以看到变量sb在Test.appendSb(sb)操作之后，就变成了"aaabbb"。有的时候这可能不是程序员的本意。所以String不可变的安全性就体现在这里。

再看下面这个 HashSet用StringBuilder做元素的场景，问题就更严重了，而且更隐蔽。

class Test{
    public static void main(String[] args){
        HashSet<StringBuilder> hs=new HashSet<StringBuilder>();
        StringBuilder sb1=new StringBuilder("aaa");
        StringBuilder sb2=new StringBuilder("aaabbb");
        hs.add(sb1);
        hs.add(sb2);    //这时候HashSet里是{"aaa","aaabbb"}

        StringBuilder sb3=sb1;
        sb3.append("bbb");  //这时候HashSet里是{"aaabbb","aaabbb"}
        System.out.println(hs);
    }
}
//Output:
//[aaabbb, aaabbb]

StringBuilder型变量sb1和sb2分别指向了堆内的字面量"aaa"和"aaabbb"。把他们都插入一个HashSet。到这一步没问题。但如果后面我把变量sb3也指向sb1的地址，再改变sb3的值，因为StringBuilder没有不可变性的保护，sb3直接在原先"aaa"的地址上改。导致sb1的值也变了。这时候，HashSet上就出现了两个相等的键值"aaabbb"。 破坏了HashSet键值的唯一性。所以 千万不要用可变类型做HashMap和HashSet键值。

还有一个大家都知道，就是在并发场景下，多个线程同时读一个资源，是不会引发竟态条件的。只有对资源做写操作才有危险。不可变对象不能被写，所以 线程安全。

最后别忘了String另外一个 字符串常量池的属性。像下面这样字符串one和two都用字面量"something"赋值。它们其实都指向同一个内存地址。

String one = "someString";
String two = "someString";

这样在大量使用字符串的情况下，可以节省内存空间，提高效率。但之所以能实现这个特性，String的不可变性是最基本的一个必要条件。要是内存里字符串内容能改来改去，这么做就完全没有意义了。

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我的笔记栈  http:// ciaoshen.com  （笔记向，非教程）

编辑于 2016-08-05  24 条评论  感谢 

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健身是为了穿衣服更好看~

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将方法或类声明为final主要目的是：确保它们不会再子类中改变语义。String类是final类，这意味着不允许任何人定义String的子类。换言之，如果有一个String的引用，它引用的一定是一个String对象，而不可能是其他类的对象。
——《Java核心技术 卷I》

发布于 2015-06-17  添加评论  感谢 

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雷博 技术含量最重要！

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我个人的理解是，因为String是immutable的，所以不能允许其他类继承String。否则如下方法：

public void foo(String){
  //...
}

可以接收String的子类。而你可以轻易的把子类实现成mutable的。这就违反了String immutable的约定。

因此String 干脆禁止被继承，这样可以确保使用String的代码用的是没有被改变过的String。

发布于 2015-06-16  1 条评论  感谢 

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Ashin 喝最烈的酒，日最野的狗。

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我只是觉得Java想用这种方式让String在形式上成为一种基本数据类型。而不是一个普通的类。
只是猜测。。。

发布于 2015-06-16  1 条评论  感谢 

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张宇 iOS developer

String属于不变模式的典型实现
JVM很容易优化

发布于 2015-06-18  添加评论  感谢 

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Intopass 程序员，近期沉迷于动漫ING

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String 类是 final 的，这样你就没法继承这个类了，也就没法修改这个类的实现了。
假设String 类是非 final 的，你可以这样：

public class FuckString extends String {
    private char[] chars;

    public FuckString(String string) {
        chars = string.toCharArray();
    }

    public void setChar(int index, char ch) {
        chars[index] = ch;
    }

    public String toString() {
        return new String(chars);
    }

    // other fucking method
}

你瞬间就改变了String类的一些基本约定，如String一经创建就不会被改变等特性。

编辑于 2016-07-15  3 条评论  感谢 

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蠡测 坚强到胸口碎大石

为了安全，有时会依靠它算hash值作为地址，如果String是可变的那就全乱套了。为了弥补每次都要生成新的String，java又提供了StringBuffer给你用。

发布于 2016-08-02  添加评论  感谢 

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张峻 学而时习之

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我认为关键的地方在于安全性，如果string等基础类型可以被继承，那么调用者完全可以把基础类型的方法替换为自己的攻击代码。

虽然说把数据传回去可能有难度，但是通过不停的申请内存让被攻击的服务down掉是很简单的。

发布于 2015-06-17  添加评论  感谢 

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