一、String不可變性的直觀理解

在Java中，String對象一旦創建，其內容就不可更改。任何看似"修改"String的操作，實際上都是創建了一個全新的String對象。這種設計是Java語言基礎架構的重要部分，理解其底層原理對編寫高效、安全的Java程序至關重要。

String str = "hello";
str = str + " world";  // 實際上是創建了新對象，而非修改原對象

二、String不可變性的底層實現

1. String類的關鍵源碼分析

讓我們深入JDK源碼（以Java 17為例）：

public final class Stringimplements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {// 存儲字符串值的字符數組，被final修飾private final byte[] value;// 字符串的編碼標識private final byte coder;// 緩存字符串的hash codeprivate int hash;// 其他代碼...
}

關鍵字段說明：

• value：存儲實際字符數據的byte數組，被final修飾
• coder：標識編碼方式（LATIN1或UTF16）
• hash：緩存哈希值，因為String常用作HashMap的key

2. 內存結構圖示

圖1：String對象內存結構示意圖

3. 不可變性的實現機制

1. final類：String類被聲明為final，防止被繼承和修改行為
2. final字段：存儲數據的value數組被final修飾，引用不可變
3. 私有字段：所有字段都是private的，外部無法直接訪問
4. 無修改方法：不提供任何能修改內部狀態（尤其是value數組）的public方法

三、設計不可變性的深層原因

1. 安全性考慮

String廣泛用于：

• 網絡連接參數
• 文件路徑
• 數據庫連接
• 類加載機制

如果String可變，這些關鍵操作可能被惡意修改：

// 假設String是可變的
String dbUrl = "jdbc:mysql://prod-db:3306";
connectToDB(dbUrl)