为什么JAVA中String是不可变的？

在回答这个问题前，我们先看一下下面的代码：

String s1 = "string";
String s2 = "string";
System.out.println(s1 == s2); 

请问结果是什么？
答案是true。

String使用private final char value[]来实现字符串的存储，也就是说String对象创建之后，就不能再修改此对象中存储的字符串内容，就是因为如此，才说String类型是不可变的(immutable)。
那么private final char value[]是什么呢？

Constant Pool常量池
在java编译好的class文件中，有个区域称为Constant Pool。
它是一个由数组组成的表，类型为cp_info constant_pool[]，用来存储程序中使用的各种常量，包括Class/String/Integer等各种基本Java数据类型。

String类有一个特殊的创建方法，就是使用""双引号来创建。
在开始的那个问题中"string"是编译期常量，编译时已经能确定它的值，在编译好的class文件中它已经在Constant Pool中了，此语句会在Constant Pool中查找等于"string"的字符串(用equals(Object)方法确定)，如果存在就把引用返回，付值给s1。不存在就会创建一个"string"放在Constant Pool中，然后把引用返回，付值给s1。
由于Constant Pool只会维护一个值相同的String对象，s2的引用是Constant Pool中同一个对象，所以他们引用相等。

补充知识 String的创建方式

String的创建方法一般有如下几种

1. 直接使用""引号创建。
2. 使用new String()创建。
3. 使用new String("string")创建以及其他的一些重载构造函数创建。
4. 使用重载的字符串连接操作符+创建。

new String("string") 实际创建了2个String对象，一个是"string"通过""双引号创建的，另一个是通过new创建的。只不过他们创建的时期不同，一个是编译期，一个是运行期。
看看下面这个例子

String s1 = new String("string"); 
String s2 = "string";
System.out.println(s1 == s2); //结果为false

在java中，使用new关键字会创建一个新对象。
在本例中，不管在Constant Pool中是否已经有值相同的对象，都会创建了一个新的String对象存储在heap中，然后把引用返回赋给s1。本例中使用了String的public String(String original)构造函数。
由于s1是new出的新对象，存储在heap中。s2指向的对象存储在Constant Pool中，他们肯定不是同一个对象。只是存储的字符串值相同,所以返回false。

再看这个例子

String s1 = new String("string"); 
s1 = s1.intern();
String s2 = "string";
System.out.println(s1 == s2);

当调用intern方法时，如果Constant Pool中已经包含一个等于此String对象的字符串(用 equals(Object)方法确定)，则返回池中的字符串。否则，将此String对象添加到池中，并返回此String对象在Constant Pool中的引用。
由于执行了s1 = s1.intern()，会使s1指向Constant Pool中值为"string"的字符串对象，s2也指向了同样的对象，所以结果为true。

进阶版问题

String s1 = new String("111"); 
String s2 = "sss111";
String s3 = "sss" + "111";
String s4 = "sss" + s1;
System.out.println(s2 == s3); //true
System.out.println(s2 == s4); //false
System.out.println(s2 == s4.intern()); //true

由于进行连接的2个字符串都是常量，编译期就能确定连接后的值了，编译器会进行优化直接把他们表示成"sss111"存储到Constant Pool中，由于上边的s2="sss111"已经在Constant Pool中加入了"sss111"，所以s3指向和s2相同的对象，所以他们引用相同。此时"sss"和"111" 两个常量不会再创建。
由于s1是个变量，在编译期不能确定它的值是多少，所以会在执行的时候创建一个新的String对象存储到heap中，然后赋值给s4。

总结

1. 单独使用""引号创建的字符串都是常量，编译期就已经确定存储到Constant Pool中。
2. 使用new String("")创建的对象会存储到heap中，是运行期新创建的。
3. 使用只包含常量的字符串连接符如"aa" + "aa"创建的也是常量，编译期就能确定。已经确定存储到Constant Pool中。(编译时会直接优化成"aaaa"，如果Constant Pool 中没有"aaaa"，就用""创建一个String，直接放到Pool中。比如：String t = "a"+ "b" +"c"; 会优化成"abc"，然后放入Pool中。又比如String s = "x"+"y"+ref;在编译时有部分的优化:"xy"，而ref + "x" +"y"就不会有部分的优化，"+"从左到右执行，ref是变量，编译时期无法确定)
4. 使用包含变量的字符串连接符如"aa" + s1创建的对象是运行期才创建的，存储在heap中。

最后来个常见面试题

String s1 = new String("s1") ;
String s2 = new String("s1") ;

上面创建了几个String对象?
答案：3个，编译期Constant Pool中创建1个，运行期heap中创建2个。