Java源碼之String

說在前面：

為什麼看源碼： 最好的學習的方式就是模仿，接下來才是創造。而源碼就是我們最好的模仿對象，因為寫源碼的人都不是一般的人，所以用心學習源碼，也就可能變成牛逼的人。其次，看源碼，是一項修練內功的重要方式，書看百遍其意自現，源碼也是一樣，前提是你不要懼怕源碼，要用心的看，看不懂了，不要懷疑自己的智商，回過頭來多看幾遍，我就是這樣做的，一遍有一遍的感受，等你那天看源碼不由的驚嘆一聲，這個代碼寫得太好了，恭喜你，你已經離優秀不遠了。最後，看源碼，能培養我們的編程思維，當然這個層次有點高了，需要時間積累，畢竟我離這個境界也有點遠。

今天就來談談java的string的源碼實現，後續我也會寫javaSe的源碼系列，歡迎圍觀和交流。

1.繼承關係

繼承三個接口的說明：

Comparable接口：

實現對象之間比較的接口，它的核心方法只有一個：

public int compareTo(T o);

CharSequence接口：

CharSequence是char值的可讀序列。該接口提供對許多不同種類的char序列的統一隻讀訪問。CharSequence是一個接口，它只包括length(), charAt(int index), subSequence(int start, int end)這幾個API接口。除了String實現了CharSequence之外，StringBuffer和StringBuilder也實現了 CharSequence接口。

那麼String為什麼實現Charsequence這個接口呢。這裏就要涉及一個java的重要特性，也就是多態。看下面的代碼

   public void charSetTest(CharSequence charSequence){
        System.out.println(charSequence+"實現了多態");
    }
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        StringTest strTest = new StringTest();
        strTest.charSetTest(new String("我是String"));
        strTest.charSetTest(new StringBuffer("我是StringBuffer"));
        strTest.charSetTest(new StringBuilder("我是StringBuilder"));
}

執行結果：

我是String實現了多態
我是StringBuffer實現了多態
我是StringBuilder實現了多態

繼承這個接口的原因就很明顯：

因為String對像是不可變的，StringBuffer和StringBuilder這兩個是可變的，所以我們在構造字符串的過程中往往要用到StringBuffer和StringBuilder。如果那些方法定義String作為參數類型，那麼就沒法對它們用那些方法，先得轉化成String才能用。但StringBuffer和StringBuilder轉換為String再轉換過來很化時間的，用它們而不是直接用String的“加法”來構造新String本來就是為了省時間。

Serializable接口:

繼承該接口，就是表明這個類是是可以別序列化的，這裏就標記了string這個類是可以被序列化的,序列化的定義以及使用時機可以移步這裏。

2.常用方法的使用和源碼解析：

2.1構造方法

string總共提供了15種構造方法：

當然，這麼多的構造方法，只需搞明白四個構造方法就可以了，因為其他的構造方法就是這四個構造方法的調用：

在看構造方法之前，先看看String的屬性

 private final char value[];
 private int hash; // Default to 0
 private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields =
        new ObjectStreamField[0];

通過屬性了解到，底層聲明了一個final類型的char數組，這個char數組就是String的構造方法的核心，因為String的本質就是字符char(只針對javaSE8 以前的版本)，下面來分析有代表的四個構造方法：

1. String()和String(String original)

   這兩個構造方法我們平時用的比較經常，源碼如下：

    public String() {   this.value = "".value; }
   
    public String(String original) {
           this.value = original.value;
           this.hash = original.hash;
       }
   

   分析：

   通過源碼可以看到，核心還是和String類聲明的char[]數組value屬性建立聯繫，進而來處理這個屬性的值。

   在String()這個空構造的方法中，就是屬性char數組的值聲明為一個空的字符串賦值給屬性value.

   而在String(String original)，也是將方法參數的value的屬性賦值給聲明char[]數組的value屬性，方便String的其他方法對char[]數組處理。

   記住，在java的String操作中，大多數情況下還是對char[]數組的操作，這點很重要。

   一般情況下定義一個新的字符串，有下面的兩種方式:

   String chen = new String("chen");   // 這個我們一般不會使用
   String chen = "chen";
   

   我們一般會選擇第二種，這又是什麼原因呢：

   其實這兩種聲明的方式在JVM看來時等價的。

   劃重點：

   但是String password=”chen”,利用了字符串緩衝池，也就是說如果緩衝池中已經存在了相同的字符串，就不會產生新的對象，而直接返回緩衝池中的字符串對象的引用。

   如：
   String a = "chen";
   String b = "chen";
   String c = new String("chen");
   String d = new String("chen");
   
   System.out.println(a==b);//將輸出"true";因為兩個變量指向同一個對象。利用了字符串的緩衝池
   System.out.println(c==d);//將輸出"flase";因為兩個變量不指向同一個對象。雖然值相同，只有用c.equals(d)才能返回true.
   

   所以實際中，建議用第一種，可以減少系統資源消耗。

2. String(char[]vlaue,int offest,int count) 與字符相關的構造方法

   源碼如下：

   public String(char value[], int offset, int count) {
           if (offset < 0) {
               throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
           }
           if (count <= 0) {
               if (count < 0) {
                   throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
               }
               if (offset <= value.length) {
                   this.value = "".value;
                   return;
               }
           }
           // Note: offset or count might be near -1>>>1.
           if (offset > value.length - count) {
               throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
           }
           this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
       }
   

   分析：

   這個構造方法的作用就是傳入指定大小的char[] 數組，指定一個起始位置，然後構造出從起始位置開始計算的指定長度個數的字符串，具體用法：

   public static void main(String[] args) {
           char[] chars = new char[]{'a','b','c','d'};
           
          // 從chars數組的第二位開始，總數為3個字符的字符串 
           String rangeChar=new String(chars,1,3);
           System.out.println(rangeChar);
       }
   
   輸出：
       abc   
   

   這個構造方法的核心在於:

   this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
   
   //而這個方法在追一層，就到了Arrays這個工具類copyOfRange這個方法
       public static char[] copyOfRange(char[] original, int from, int to) {
           int newLength = to - from;
           if (newLength < 0)
               throw new IllegalArgumentException(from + " > " + to);
           char[] copy = new char[newLength];
           System.arraycopy(original, from, copy, 0,
                            Math.min(original.length - from, newLength));
           return copy;
       }
   

   其實看到這裏，他的實現原理就基本清楚了，分析copyOfRange()這個方法的執行步驟：

   首先是獲取原字符數組的orginal[]要構造字符串的長度，也就是這一行代碼:

   int newLength = to - from;
   

   然後異常判斷，並聲明新的數組，來存儲原數組指定長度的值

    if (newLength < 0)
               throw new IllegalArgumentException(from + " > " + to);
           char[] copy = new char[newLength];
   

   將原字符數組指定長度的值拷貝到新數組，返回這個數組：

    System.arraycopy(original, from, copy, 0,
                            Math.min(original.length - from, newLength));
           return copy;
   

   最後再將數組的值賦值給String的屬性value,完成初始化：

    this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
   

   歸根結底還是和String聲明的屬性value建立聯繫，完成相關的操作。

3. String(byte[] bytes,int offest,int length,Charset charset) 字節相關的構造方法

   這個構造方法的作用就是將指定長度的字節數組，構造成字符串，且還可以指定編碼值：

   涉及的源碼如下：

   public String(byte bytes[], int offset, int length, Charset charset) {
           if (charset == null)
               throw new NullPointerException("charset");
           checkBounds(bytes, offset, length);
           this.value =  StringCoding.decode(charset, bytes, offset, length);
       }
   
   // StringCoding中的方法:
    static char[] decode(Charset cs, byte[] ba, int off, int len) {
            // 1， 構造解碼器
           CharsetDecoder cd = cs.newDecoder();
           int en = scale(len, cd.maxCharsPerByte());
           char[] ca = new char[en];
           if (len == 0)
               return ca;
           boolean isTrusted = false;
           if (System.getSecurityManager() != null) {
               if (!(isTrusted = (cs.getClass().getClassLoader0() == null))) {
                   ba =  Arrays.copyOfRange(ba, off, off + len);
                   off = 0;
               }
           }
           cd.onMalformedInput(CodingErrorAction.REPLACE)
             .onUnmappableCharacter(CodingErrorAction.REPLACE)
             .reset();
           if (cd instanceof ArrayDecoder) {
               int clen = ((ArrayDecoder)cd).decode(ba, off, len, ca);
               return safeTrim(ca, clen, cs, isTrusted);
           } else {
               ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(ba, off, len);
               CharBuffer cb = CharBuffer.wrap(ca);
               try {
                   CoderResult cr = cd.decode(bb, cb, true);
                   if (!cr.isUnderflow())
                       cr.throwException();
                   cr = cd.flush(cb);
                   if (!cr.isUnderflow())
                       cr.throwException();
               } catch (CharacterCodingException x) {
                   // Substitution is always enabled,
                   // so this shouldn't happen
                   throw new Error(x);
               }
               return safeTrim(ca, cb.position(), cs, isTrusted);
           }
       }
   
    private static char[] safeTrim(char[] ca, int len,
                                      Charset cs, boolean isTrusted) {
           if (len == ca.length && (isTrusted || System.getSecurityManager() == null))
               return ca;
           else
               return Arrays.copyOf(ca, len);
       }
   

   這個方法構造的方法的複雜之處就是在於對於指定編碼的處理，但是我們如果看完這個方法調用的整個流程最終還是落到

   return Arrays.copyOf(ca, len);
   返回一個指定編碼的字符數組，然後和String類的value屬性建立聯繫
   

   字節數組構造方法的基本邏輯：就是將字節數組轉化為字符數組，再和String的value屬性建立聯繫，完成初始化。

4. String(StringBuilder builder) 和String(StringBuffer buffer)與String擴展類相關的構造方法：

   這個構造方法就是將StringBuilder或者StringBuffer類初始化String類，源碼如下：

   public String(StringBuffer buffer) {
           synchronized(buffer) {
               this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length());
           }
       }
   
    public String(StringBuilder builder) {
           this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length());
       }
   

   分析：

   核心的代碼還是這一句：

     this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length());
   

​ 在往下看builder.getValue(),的源碼

   final char[] getValue() {
        return value;
    }
返回一個字符數組

這樣就能很好理解這個構造方法了： 先利用builder.getValue()將指定的類型轉化為字符數組，通過Arrays.copyOf()方法進行拷貝，將返回的數組賦值給String的屬性value，完成初始化。

2.2常用的方法分析

String的方法大概有60多個，這裏只分析幾個常用的方法，了解其他的方法，可以移步javaSE官方文檔:

1. 字符串轉化為字符的方法:charAt(int index)

    public char charAt(int index) {
            //1. 判斷異常
           if ((index < 0) || (index >= value.length)) {
               throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
           }
           // 2.返回指定位置的字符
           return value[index];
       }
   

   用法示例：

           String StrChar = "chen";
           char getChar = StrChar.charAt(1);
           System.out.println(getChar);
   輸出：
       h
   

   2.字符串轉化為字節數組的方法:getBytes()

   // 源碼
   public byte[] getBytes() {
       return StringCoding.encode(value, 0, value.length);
   }
   
   // encode的源碼
   static byte[] encode(char[] ca, int off, int len) {
           String csn = Charset.defaultCharset().name();
           try {
               // use charset name encode() variant which provides caching.
               return encode(csn, ca, off, len);
           } catch (UnsupportedEncodingException x) {
               warnUnsupportedCharset(csn);
           }
           try {
               return encode("ISO-8859-1", ca, off, len);
           } catch (UnsupportedEncodingException x) {
               // If this code is hit during VM initialization, MessageUtils is
               // the only way we will be able to get any kind of error message.
               MessageUtils.err("ISO-8859-1 charset not available: "
                                + x.toString());
               // If we can not find ISO-8859-1 (a required encoding) then things
               // are seriously wrong with the installation.
               System.exit(1);
               return null;
           }
       }
   

​ 用法示例：

       String strByte = "chen";
       
       // 將string轉化為字節數組
       byte[] getBytes = strByte.getBytes();
       
       // 遍歷輸出
        for (byte getByte : getBytes) {
            System.out.println(getByte);
        }
 輸出結果：
     99
     104
     101
     110

3.返回字符串中指定字符的下標的方法: indexOf(String str):

這裏的參數為字符串：

這個方法一共涉及了四個方法，源碼如下：

 public int indexOf(String str) {
        return indexOf(str, 0);
    }

 public int indexOf(String str, int fromIndex) {
        return indexOf(value, 0, value.length,
                str.value, 0, str.value.length, fromIndex);
    }

 static int indexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,
            String target, int fromIndex) {
        return indexOf(source, sourceOffset, sourceCount,
                       target.value, 0, target.value.length,
                       fromIndex);
    }

static int indexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,
            char[] target, int targetOffset, int targetCount,
            int fromIndex) {
    
        // 1. 判斷範圍
        if (fromIndex >= sourceCount) {
            return (targetCount == 0 ? sourceCount : -1);
        }
        if (fromIndex < 0) {
            fromIndex = 0;
        }
        if (targetCount == 0) {
            return fromIndex;
        }
       
        // 2，判斷目標字符串是否時原子符串的子序列，並返回目標序列的第一個字符在原字符序列的索引。
        char first = target[targetOffset];
        int max = sourceOffset + (sourceCount - targetCount);

        for (int i = sourceOffset + fromIndex; i <= max; i++) {
            /* Look for first character. */
            if (source[i] != first) {
                while (++i <= max && source[i] != first);
            }

            /* Found first character, now look at the rest of v2 */
            if (i <= max) {
                int j = i + 1;
                int end = j + targetCount - 1;
                for (int k = targetOffset + 1; j < end && source[j]
                        == target[k]; j++, k++);

                if (j == end) {
                    /* Found whole string. */
                    return i - sourceOffset;
                }
            }
        }
        return -1;
    }

具體執行過程已在方法的註釋中進行了說明：

用法示例：

 String strIndex = "chen";
         int getIndex = strIndex.indexOf("he");
        System.out.println(getIndex);
輸出：
    1

注意：也就是輸出字符串中的第一個字符在原子符串中的索引，前提是傳入的參數必須是原子符串的子序列，以上面的列子為例，傳入的字符串序列必須是chen這個字符串的子序列，才能輸出正確的索引，比如傳入的序列不是chen的子序列，輸出為-1

 String strIndex = "chen";
         int getIndex = strIndex.indexOf("hew");
        System.out.println(getIndex);
輸出：
    -1        

使用這個方法時，這點非常注意。

4.將字符串中的某個字符進行替換：replace(char oldChar, char newChar)

參數就是被替換的字符和新的字符，源碼如下：

public String replace(char oldChar, char newChar) {
    
    if (oldChar != newChar) {
        int len = value.length;
        int i = -1;
        char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
        
        // 1.遍歷字符數組，找到原子符的位置
        while (++i < len) {
            if (val[i] == oldChar) {
                break;
            }
        }
        //2. 聲明一個臨時的字符數組，用來存儲替換后的字符串，
        if (i < len) {
            char buf[] = new char[len];
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                // 3. 將原字符數組拷貝到新的字符數組中去
                buf[j] = val[j];
            }
            while (i < len) {
                char c = val[i];
                // 4.
                buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                i++;
            }
            // 3. 初始化一個新的字符串
            return new String(buf, true);
        }
    }
    return this;
}

具體的執行邏輯就是註釋的語句。

用法示例：

 String strIndex = "chee";
        String afterReplace = strIndex.replace('e','n');
        System.out.println(afterReplace);
輸出：
    chnn

注意：這裏的替換是字符串中的所有與舊字符的相同的字符，比如上面的這個例子，就是將原子符中的e全部替換為n。

5.字符串的分隔：split(String regex) ：

源碼如下：

   public String[] split(String regex) {
        return split(regex, 0);
    }

  public String[] split(String regex, int limit) {
        /* fastpath if the regex is a
         (1)one-char String and this character is not one of the
            RegEx's meta characters ".$|()[{^?*+\\", or
         (2)two-char String and the first char is the backslash and
            the second is not the ascii digit or ascii letter.
         */
        char ch = 0;
        if (((regex.value.length == 1 &&
             ".$|()[{^?*+\\".indexOf(ch = regex.charAt(0)) == -1) ||
             (regex.length() == 2 &&
              regex.charAt(0) == '\\' &&
              (((ch = regex.charAt(1))-'0')|('9'-ch)) < 0 &&
              ((ch-'a')|('z'-ch)) < 0 &&
              ((ch-'A')|('Z'-ch)) < 0)) &&
            (ch < Character.MIN_HIGH_SURROGATE ||
             ch > Character.MAX_LOW_SURROGATE))
        {
            int off = 0;
            int next = 0;
            boolean limited = limit > 0;
            ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
            while ((next = indexOf(ch, off)) != -1) {
                if (!limited || list.size() < limit - 1) {
                    list.add(substring(off, next));
                    off = next + 1;
                } else {    // last one
                    //assert (list.size() == limit - 1);
                    list.add(substring(off, value.length));
                    off = value.length;
                    break;
                }
            }
            // If no match was found, return this
            if (off == 0)
                return new String[]{this};

            // Add remaining segment
            if (!limited || list.size() < limit)
                list.add(substring(off, value.length));

            // Construct result
            int resultSize = list.size();
            if (limit == 0) {
                while (resultSize > 0 && list.get(resultSize - 1).length() == 0) {
                    resultSize--;
                }
            }
            String[] result = new String[resultSize];
            return list.subList(0, resultSize).toArray(result);
        }
        return Pattern.compile(regex).split(this, limit);
    }

用法示例：

// 將一句話使用空格進行分隔 
String sentence = "People who hear thumb up can get rich";
        
       // 使用空格進行分隔
       String[] subSequence = sentence.split("\\s");
        for (String s : subSequence) {
            System.out.println(s);
    }

輸出：
    People
    who
    hear
    thumb
    up
    can
    get
    rich

注意：使用這個方法，對正則表達式有所了解，才能實現更強大的功能，正則表達式的學習，可以移步菜鳥教程

6.實現字符串的指定範圍的切割substring(int beginIndex, int endIndex)：

源碼如下：

 public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
     
        // 1.判斷異常
        if (beginIndex < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
        }
        if (endIndex > value.length) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
        }
        // 2，確定切割的長度
        int subLen = endIndex - beginIndex;
        if (subLen < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
        }
        // 3.使用構造方法，返回切割后字符串
        return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this
                : new String(value, beginIndex, subLen);
    }

具體的執行邏輯如註釋所示，這個方法的邏輯總體比較簡單：

具體用法：

     String sentence = "hhchennn";
       String subSequence = sentence.substring(2,6);
        System.out.println(subSequence);
輸出：
    chen

注意：從源碼了解到，這個方法的在切割的時候，一般將第一個參數包含，包含第二個參數，也就是說上面的例子中在切割後的字符串中包含2這個字符，但是不包含6這個字符。

7.當然處理這些還有一些常用的方法，比如：

// 1.去除字符串前後空格的方法
trim()
    
//2.大小寫轉換的方法
 toLowerCase()
 toUpperCase()
    
//3. 將字符串轉化為數組
 toCharArray()
    
// 4.將基本類型轉化字符串    
 valueOf(boolean b)
    
// 5.返回對象本身的字符串形式   
 toString()

這些方法使用起來都比較簡單，強烈建議看看java官方文檔。

3.面試常問

3.1. 為什麼是不可變的

1、什麼是不可變？

從java角度來講就是說成final的。參考Effective Java中第15條使可變性最小化中對不可變類的解釋：

不可變類只是其實例不能被修改的類。每個實例中包含的所有信息都必須在創建該實例的時候就提供，並且在對象的整個生命周期內固定不變。為了使類不可變，要遵循下面五條規則：

1. 不要提供任何會修改對象狀態的方法。

2. 保證類不會被擴展。 一般的做法是讓這個類稱為 `final` 的，防止子類化，破壞該類的不可變行為。

3. 使所有的域都是 final 的。

4. 使所有的域都成為私有的。 防止客戶端獲得訪問被域引用的可變對象的權限，並防止客戶端直接修改這些對象。

5. 確保對於任何可變性組件的互斥訪問。 如果類具有指向可變對象的域，則必須確保該類的客戶端無法獲得指向這些對象的引用。

當然在Java平台類庫中，包含許多不可變類，例如String ,基本類型的包裝類，BigInteger, BigDecimal等等。綜上所述，不可變類具有一些顯著的通用特徵：類本身是final修飾的；所有的域幾乎都是私有final的；不會對外暴露可以修改對象屬性的方法。通過查閱String的源碼，可以清晰的看到這些特徵。

2.為什麼不可變

String real = "chen"
 real = "Wei";

下圖就很好解釋了代碼的執行過程：

執行第一行代碼時，在堆上新建一個對象實例chen,real是一個指向該實例的引用，引用包含的僅僅只是實例在堆上的內存地址而已。執行第二行代碼時，僅僅只是改變了real這個引用的地址，指向了另一個實例wei。所以，正如前面所說過的，不可變類只是其實例不能被修改的類。給real重新賦值僅僅只是改變了它的引用而已，並不會真正去改變它本來的內存地址上的值。這樣的好處也是顯而易見的，最簡單的當存在多個String的引用指向同一個內存地址時，改變其中一個引用的值並不會對其他引用的值造成影響。

那麼，String是如何保持不可變性的呢？結合Effective Java中總結的五條原則，閱讀它的源碼之後就一清二楚了。

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];
    
      /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0

    /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

    private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields =
        new ObjectStreamField[0];

String類是final修飾的，滿足第二條原則：保證類不會被擴展。分析一下它的幾個域：

• private final char value[] :可以看到Java還是使用字節數組來實現字符串的，並且用final修飾，保證其不可變性。這就是為什麼String實例不可變的原因。
• private int hash : String的哈希值緩存
• private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L ： String對象的 serialVersionUID
• private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields = new ObjectStreamField[0] ： 序列化時使用

其中最主要的域就是value，代表了String對象的值。由於使用了private final修飾，正常情況下外界沒有辦法去修改它的值的。正如第三條使所有的域都是final的。和第四條使所有的域都成為私有的所描述的。難道這樣一個private加上final就可以保證萬無一失了嗎？看下面代碼示例：

    final char[] value = {'a', 'b', 'c'};
    value[2] = 'd';

這時候的value對像在內存中已經是a b d了。其實final修飾的僅僅只是value這個引用，你無法再將value指向其他內存地址，例如下面這段代碼就是無法通過編譯的：

    final char[] value = {'a', 'b', 'c'};
    value = {'a', 'b', 'c', 'd'};

所以僅僅通過一個final是無法保證其值不變的，如果類本身提供方法修改實例值，那就沒有辦法保證不變性了。Effective Java中的第一條原則不要提供任何會修改對象狀態的方法。String類也很好的做到了這一點。在String中有許多對字符串進行操作的函數，例如substring concat replace replaceAll等等，這些函數是否會修改類中的value域呢？我們看一下concat()函數的內部實現：

public String concat(String str) {
    int otherLen = str.length();
    if (otherLen == 0) {
        return this;
    }
    int len = value.length;
    char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
    str.getChars(buf, len);
    return new String(buf, true);
}

注意其中的每一步實現都不會對value產生任何影響。首先使用Arrays.copyOf()方法來獲得value的拷貝，最後重新new一個String對像作為返回值。其他的方法和contact一樣，都採取類似的方法來保證不會對value造成變化。的的確確，String類中並沒有提供任何可以改變其值的方法。相比final而言，這更能保障String不可變。

3.不可變類的好處：

Effective Java 中總結了不可變類的特點。

• 不可變類比較簡單。
• 不可變對象本質上是線程安全的，它們不要求同步。不可變對象可以被自由地共享。
• 不僅可以共享不可變對象，甚至可以共享它們的內部信息。
• 不可變對象為其他對象提供了大量的構建。
• 不可變類真正唯一的缺點是，對於每個不同的值都需要一個單獨的對象。

3.2. 使用什麼方式可以改變String類的不可變性

當然使用反射，java的反射機制可以做到我們平常做不到的很多事情：

        String str = "chen";
        System.out.println(str);
        Field field = String.class.getDeclaredField("value");
        field.setAccessible(true);
        char[] value = (char[]) field.get(str);
        value[1] = 'a';
        System.out.println(str);

執行結果：
  chen
  caen  

3.3. String和stringBuffer和StringBuilder的區別

從以下三個方面來考慮他們之間的異同點：

1.可變和不可變性：

String: 字符串常量，在修改時，不會改變自身的值，若修改，就會重新生成新的字符串對象。

StringBuffer: 在修改時會改變對象本身，不會生成新的對象，使用場景：對字符經常改變的情況下，主要方法: append(),insert() 等。

2.線程是否安全

String： 定義之後不可改變，線程安全

String Buffer： 是線程安全的，但是執行效率比較低，適用於多線程下操作字符串緩衝區的大量數據。

StringBuilder: 線程不安全的，適用於單線程下操作字符串緩衝區的大量數據

3.共同點

StringBuilder和StringBuffer有共有的父類AbstractStringBuilder（抽象類）。

StringBuilder,StringBuffer的方法都會調用AbstractStringBuilder中的公共方法，如: super().append()…

只是StringBuffer會在方法上加上synchronized關鍵字，進行同步。

4.優秀的工具包推薦

4.1guava

Guava工程包含了若干被Google的Java項目廣泛依賴的核心庫，例如：集合[collections] 、緩存[caching] 、原生類型支持[primitives support] 、併發庫[concurrency libraries] 、通用註解[common annotations] 、字符串處理[string processing] 、I/O 等等。所有這些工具每天都在被Google的工程師應用在產品服務中。具體的中文參考文檔，Guava中文參考文檔。

4.2 Hutool

Hutool是一個Java工具包，也只是一個工具包，它幫助我們簡化每一行代碼，減少每一個方法，讓Java語言也可以“甜甜的”。Hutool最初是我項目中“util”包的一個整理，後來慢慢積累並加入更多非業務相關功能，並廣泛學習其它開源項目精髓，經過自己整理修改，最終形成豐富的開源工具集。Hutool參考文檔

追本溯源，方能闊步前行

參考資料：

參考博客：

​ https://juejin.im/post/59cef72b518825276f49fe40

​ https://www.cnblogs.com/ChrisMurphy/p/4760197.html

參考書籍： java官方文檔《深入理解JVM虛擬機》

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