深入理解java final不可变性

一、java final基本概念:

1、主要用于修饰类、属性和方法:

被final修饰的类不可以被继承
被final修饰的方法不可以被重写
被final修饰的变量不可以被改变,被final修饰不可变的是变量的引用,而不是引用指向的内容,引用指向的内容是可以改变的

2、final finally finalize区别:

(1)final:可以修饰类、变量、方法,修饰类表示该类不能被继承、修饰方法表示该方法不能被重写、修饰变量表
示该变量是一个常量不能被重新赋值。
(2)finally:一般作用在try-catch代码块中,在处理异常的时候,通常我们将一定要执行的代码方法finally代码块
中,表示不管是否出现异常,该代码块都会执行,一般用来存放一些关闭资源的代码。
(3)finalize:是一个方法,属于Object类的一个方法,而Object类是所有类的父类,该方法一般由垃圾回收器来调
用,当我们调用System.gc() 方法的时候,由垃圾回收器调用finalize(),回收垃圾,一个对象是否可回收的

二、final 不可变:

 1、JAVA String类 为什么是final 不可变的?

(1)为了线程安全:

(2)为了实现字符串池:

字符串池: java中的字符串池是存储在Java堆内存中的字符串池;
简单来说,字符串池就是相当于一个公用相册,需要的时候从公用相册里面去查找,如果有就直接使用,如果没有就添加一张进去,这样自己和其他人就可以使用了

(3)为了实现String可以创建HashCode不可变性:

先看下string类的源码,被final修饰,final修饰的char[]代表了被存储的数据不可更改性,源码如下:

深入理解java final不可变性_第1张图片

a. String为什么要被final修饰:

主要是为了安全性和效率;

b. final修饰的String:

代表了String的不可继承性,final修饰的char[]代表了被存储的数据不可更改性。但是:虽然final代表了不可变,但仅仅是引用地址不可变,并不代表了数组本身不会变

c. final修改例子分析:

深入理解java final不可变性_第2张图片

在例1中,我们用final修饰了一个集合list,并对集合进行add()操作,执行成功。
在例2中,我们对集合进行变更,执行失败;

d. 原因分析:

final修饰的集合‘list'是一个引用,而这个引用指向了‘list',在往集合里添加数据的时候,并没有影响到‘stringList'引用地址。而当我们 list = new ArrayList<>(); 为什么就不可以了呢? 因为这就相当于修改引用地址,是不可以的。final的意思是地址不能改,但是地址指向的内容当然可以改
数组是私有方法,所以起作用的还有private,正是因为两者保证了String的不可变性。

e. 只有当字符串是不可变的,字符串池才有可能实现:

一个缓存区,如果字符串可变,如果在其它地方也有引用,指向的引用发生了变更,会发生混乱;
字符串池的实现可以在运行时节约很多heap空间,因为不同的字符串变量都指向池中的同一个字符串。但如果字符串是可变的,那么String interning将不能实现,因为这样的话,如果变量改变了它的值,那么其它指向这个值的变量的值也会一起改变

f. hashcode不可变性

因为字符串是不可变的,所以在它创建的时候HashCode就被缓存了,不需要重新计算。这就使得字符串很适合作为Map中的键,字符串的处理速度要快过其它的键对象。这就是HashMap中的键往往都使用字符串

深入理解java final不可变性_第3张图片

得出来的HashCode是一样的,但是为什么得出来的地址不一样
因为直接定义的String m = “a”; 是储存在常量存储区中的字符串常量池中;而new String(“a”)是存储在堆中,所以地址不一样

2、String的不可变性:

(1)为什么需要保证String不可变

因为只有当字符串是不可变的,字符串池才有可能实现。字符串池的实现可以在运行时节约很多heap空间,因为不同的字符串变量都指向池中的同一个字符串。但如果字符串是可变的,那么String interning将不能实现,因为这样的话,如果变量改变了它的值,那么其它指向这个值的变量的值也会一起改变。

(2)如果字符串是可变的,那么会引起很严重的安全问题

比如,数据库的用户名、密码都是以字符串的形式传入来获得数据库的连接,或者在socket编程中,主机名和端口都是以字符串的形式传入。因为字符串是不可变的,所以它的值是不可改变的,否则黑客们可以钻到空子,改变字符串指向的对象的值,造成安全漏洞。

(3)因为字符串是不可变的,所以是多线程安全的

同一个字符串实例可以被多个线程共享,这样便不用因为线程安全问题而使用同步,字符串自己便是线程安全的。

(4)因为字符串是不可变的,所以在它创建的时候HashCode就被缓存了,不需要重新计算。

这就使得字符串很适合作为Map中的键,字符串的处理速度要快过其它的键对象,这就是HashMap中的键往往都使用字符串

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