每個(gè)Java初學(xué)者都應(yīng)該搞懂的六個(gè)問(wèn)題(2)

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問(wèn)題三:String到底變了沒(méi)有?
    沒(méi)有。因?yàn)镾tring被設(shè)計(jì)成不可變(immutable)類,所以它的所有對(duì)象都是不可變對(duì)象。請(qǐng)看下列
    代碼:
    String s = "Hello";
    s = s + " world!";
    s所指向的對(duì)象是否改變了呢?從本系列第一篇的結(jié)論很容易導(dǎo)出這個(gè)結(jié)論。我們來(lái)看看發(fā)生了什么事情。在這段代碼中,s原先指向一個(gè)String對(duì)象,內(nèi)容是"Hello",然后我們對(duì)s進(jìn)行了+操作,那么s所指向的那個(gè)對(duì)象是否發(fā)生了改變呢?答案是沒(méi)有。這時(shí),s不指向原來(lái)那個(gè)對(duì)象了,而指向了另一個(gè)String對(duì)象,內(nèi)容為"Hello world!",原來(lái)那個(gè)對(duì)象還存在于內(nèi)存之中,只是s這個(gè)引用變量不再指向它了。
    通過(guò)上面的說(shuō)明,我們很容易導(dǎo)出另一個(gè)結(jié)論,如果經(jīng)常對(duì)字符串進(jìn)行各種各樣的修改,或者說(shuō),不可預(yù)見的修改,那么使用String來(lái)代表字符串的話會(huì)引起很大的內(nèi)存開銷。因?yàn)镾tring對(duì)象建立之后不能再改變,所以對(duì)于每一個(gè)不同的字符串,都需要一個(gè)String對(duì)象來(lái)表示。這時(shí),應(yīng)該考慮使用StringBuffer類,它允許修改,而不是每個(gè)不同的字符串都要生成一個(gè)新的對(duì)象。并且,這兩種類的對(duì)象轉(zhuǎn)換十分容易。
    同時(shí),我們還可以知道,如果要使用內(nèi)容相同的字符串,不必每次都new一個(gè)String。例如我們要在構(gòu)造器中對(duì)一個(gè)名叫s的String引用變量進(jìn)行初始化,把它設(shè)置為初始值,應(yīng)當(dāng)這樣做:
    public class Demo {
    private String s;
    ...
    public Demo {
    s = "Initial Value";
    }
    ...
    }
     而非
     s = new String("Initial Value");
    后者每次都會(huì)調(diào)用構(gòu)造器,生成新對(duì)象,性能低下且內(nèi)存開銷大,并且沒(méi)有意義,因?yàn)镾tring對(duì)象不可改變,所以對(duì)于內(nèi)容相同的字符串,只要一個(gè)String對(duì)象來(lái)表示就可以了。也就說(shuō),多次調(diào)用上面的構(gòu)造器創(chuàng)建多個(gè)對(duì)象,他們的String類型屬性s都指向同一個(gè)對(duì)象。
    上面的結(jié)論還基于這樣一個(gè)事實(shí):對(duì)于字符串常量,如果內(nèi)容相同,Java認(rèn)為它們代表同一個(gè)String對(duì)象。而用關(guān)鍵字new調(diào)用構(gòu)造器,總是會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象,無(wú)論內(nèi)容是否相同。
    至于為什么要把String類設(shè)計(jì)成不可變類,是它的用途決定的。其實(shí)不只String,很多Java標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù)中的類都是不可變的。在開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)的時(shí)候,我們有時(shí)候也需要設(shè)計(jì)不可變類,來(lái)傳遞一組相關(guān)的值,這也是面向?qū)ο笏枷氲捏w現(xiàn)。不可變類有一些優(yōu)點(diǎn),比如因?yàn)樗膶?duì)象是只讀的,所以多線程并發(fā)訪問(wèn)也不會(huì)有任何問(wèn)題。當(dāng)然也有一些缺點(diǎn),比如每個(gè)不同的狀態(tài)都要一個(gè)對(duì)象來(lái)代表,可能會(huì)造成性能上的問(wèn)題。所以Java標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù)還提供了一個(gè)可變版本,即StringBuffer。
    問(wèn)題四:final關(guān)鍵字到底修飾了什么?
    final使得被修飾的變量"不變",但是由于對(duì)象型變量的本質(zhì)是“引用”,使得“不變”也有了兩種含義:引用本身的不變,和引用指向的對(duì)象不變。
    引用本身的不變:
    final StringBuffer a=new StringBuffer("immutable");
    final StringBuffer b=new StringBuffer("not immutable");
    a=b;//編譯期錯(cuò)誤
     引用指向的對(duì)象不變:
    final StringBuffer a=new StringBuffer("immutable");
    a.append(" broken!"); //編譯通過(guò)
    可見,final只對(duì)引用的“值”(也即它所指向的那個(gè)對(duì)象的內(nèi)存地址)有效,它迫使引用只能指向初始指向的那個(gè)對(duì)象,改變它的指向會(huì)導(dǎo)致編譯期錯(cuò)誤。至于它所指向的對(duì)象的變化,final是不負(fù)責(zé)的。這很類似==操作符:==操作符只負(fù)責(zé)引用的“值”相等,至于這個(gè)地址所指向的對(duì)象內(nèi)容是否相等,==操作符是不管的。
    理解final問(wèn)題有很重要的含義。許多程序漏洞都基于此----final只能保證引用永遠(yuǎn)指向固定對(duì)象,不能保證那個(gè)對(duì)象的狀態(tài)不變。在多線程的操作中,一個(gè)對(duì)象會(huì)被多個(gè)線程共享或修改,一個(gè)線程對(duì)對(duì)象無(wú)意識(shí)的修改可能會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)使用此對(duì)象的線程崩潰。一個(gè)錯(cuò)誤的解決方法就是在此對(duì)象新建的時(shí)候把它聲明為final,意圖使得它“永遠(yuǎn)不變”。其實(shí)那是徒勞的。