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为什么 String 被设计为不可变的

字符串常量池

String 不可变的第一个好处是可以使用字符串常量池。在 Java 中有字符串常量池的概念，比如两个字符串变量的内容一样，那么就会指向同一个对象，而不需创建第二个同样内容的新对象，例如：

String s1 = "lagou";
String s2 = "lagou";

其实 s1 和 s2 背后指向的都是常量池中的同一个“lagou”。正是因为这样的机制，再加上 String 在程序中的应用是如此广泛，我们就可以节省大量的内存空间。

用作 HashMap 的 key

String 不可变的第二个好处就是它可以很方便地用作 HashMap （或者 HashSet） 的 key。通常建议把不可变对象作为 HashMap的 key，比如 String 就很合适作为 HashMap 的 key。

对于 key 来说，最重要的要求就是它是不可变的，这样我们才能利用它去检索存储在 HashMap 里面的 value。由于 HashMap 的工作原理是 Hash，也就是散列，所以需要对象始终拥有相同的 Hash 值才能正常运行。如果 String 是可变的，这会带来很大的风险，因为一旦 String 对象里面的内容变了，那么 Hash 码自然就应该跟着变了，若再用这个 key 去查找的话，就找不回之前那个 value 了。

缓存 HashCode

String 不可变的好处就是缓存 HashCode。

在 Java 中经常会用到字符串的 HashCode，在 String 类中有一个 hash 属性，代码如下：

/** Cache the hash code for the String */
private int hash;

String 类中重新了 hashCode 方法：

    public int hashCode() {
        int h = hash;
        final int len = length();
        if (h == 0 && len > 0) {
            for (int i = 0; i < len; i++) {
                h = 31 * h + charAt(i);
            }
            hash = h;
        }
        return h;
    }

这是一个成员变量，保存的是 String 对象的 HashCode。因为 String 是不可变的，所以对象一旦被创建之后，HashCode 的值也就不可能变化了，我们就可以把 HashCode 缓存起来。这样的话，以后每次想要用到 HashCode 的时候，不需要重新计算，直接返回缓存过的 hash 的值就可以了，因为它不会变，这样可以提高效率，所以这就使得字符串非常适合用作 HashMap 的 key。

而对于其他的不具备不变性的普通类的对象而言，如果想要去获取它的 HashCode ，就必须每次都重新算一遍，相比之下，效率就低了。

线程安全

String 不可变的还有一个好处是线程安全，因为具备不变性的对象一定是线程安全的，我们不需要对其采取任何额外的措施，就可以天然保证线程安全。由于 String 是不可变的，所以它就可以非常安全地被多个线程所共享，这对于多线程编程而言非常重要，避免了很多不必要的同步操作。