不可变的对象在创建后不能改变其状态。

尽可能使用不可变对象有三个主要原因，所有这些都将有助于减少你在代码中引入的错误数量:

It is much easier to reason about how your program works when you know that an object's state cannot be changed by another method Immutable objects are automatically thread safe (assuming they are published safely) so will never be the cause of those hard-to-pin-down multithreading bugs Immutable objects will always have the same Hash code, so they can be used as the keys in a HashMap (or similar). If the hash code of an element in a hash table was to change, the table entry would then effectively be lost, since attempts to find it in the table would end up looking in the wrong place. This is the main reason that String objects are immutable - they are frequently used as HashMap keys.

当你知道一个对象的状态是不可变的时，你还可以在代码中做一些其他的优化——例如缓存计算的哈希——但这些都是优化，因此没有那么有趣。

因为公认的答案不能回答所有的问题。11年零6个月后，我不得不给出答案。

有人能解释一下什么是不可变吗?

希望你指的是不可变对象(因为我们可以考虑不可变引用)。

对象是不可变的:iff一旦创建，它们总是表示相同的值(没有任何改变值的方法)。

为什么字符串是不可变的?

尊重上面的定义，这可以通过查看Sting.java源代码来检查。

不可变对象的优点/缺点是什么? 不可变类型有:

更安全，远离虫子。 更容易理解。 而且更愿意改变。

为什么像StringBuilder这样的可变对象应该优先于String，反之亦然?

缩小问题为什么我们在编程中需要可变的StringBuilder ? 它的一个常见用途是将大量字符串连接在一起，就像这样:

String s = "";
for (int i = 0; i < n; ++i) {
    s = s + n;
}

使用不可变字符串，这会产生大量临时拷贝——在构建最终字符串的过程中，字符串的第一个数字(“0”)实际上被复制n次，第二个数字被复制n-1次，依此类推。实际上，做所有这些复制需要花费O(n2)时间，尽管我们只连接了n个元素。

StringBuilder的设计目的是最小化这种复制。它使用了一个简单但巧妙的内部数据结构来避免任何复制，直到最后，当你使用toString()调用来请求最终的String时:

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < n; ++i) {
  sb.append(String.valueOf(n));
}
String s = sb.toString();

获得良好的性能是我们使用可变对象的原因之一。另一个是方便的共享:通过共享一个公共的可变数据结构，程序的两个部分可以更方便地通信。

更多信息请访问:https://web.mit.edu/6.005/www/fa15/classes/09-immutability/#useful_immutable_types

java.time

这可能有点晚了，但为了理解什么是不可变对象，请考虑以下来自新的Java 8日期和时间API (Java . Time)的示例。你可能知道，Java 8中的所有日期对象都是不可变的，所以在下面的例子中

LocalDate date = LocalDate.of(2014, 3, 18); 
date.plusYears(2);
System.out.println(date);

输出:

2014-03-18

这将打印与初始日期相同的年份，因为plusYears(2)返回一个新对象，因此旧日期仍然不变，因为它是一个不可变对象。一旦创建，您就不能进一步修改它，日期变量仍然指向它。

因此，该代码示例应该捕获并使用由plusYears调用实例化并返回的新对象。

LocalDate date = LocalDate.of(2014, 3, 18); 
LocalDate dateAfterTwoYears = date.plusYears(2);

date.toString()…2014-03-18 dateAfterTwoYears.toString()…2016-03-18

不可变意味着一旦对象被创建，它的所有成员都不会改变。字符串是不可变的，因为你不能改变它的内容。 例如:

String s1 = "  abc  ";
String s2 = s1.trim();

在上面的代码中，字符串s1没有改变，使用s1创建了另一个对象(s2)。

不可变对象是指创建后不能修改的对象。一个典型的例子是字符串字面量。

越来越流行的D编程语言通过“不变”关键字具有“不变性”的概念。查看Dr.Dobb关于它的文章http://dobbscodetalk.com/index.php?option=com_myblog&show=Invariant-Strings.html&Itemid=29。它完美地解释了这个问题。

不可变对象是内部字段(或者至少是影响其外部行为的所有内部字段)不能被更改的对象。

不可变字符串有很多优点:

性能:执行如下操作:

String substring = fullstring.substring(x,y);

substring()方法的底层C可能是这样的:

// Assume string is stored like this:
struct String { char* characters; unsigned int length; };

// Passing pointers because Java is pass-by-reference
struct String* substring(struct String* in, unsigned int begin, unsigned int end)
{
    struct String* out = malloc(sizeof(struct String));
    out->characters = in->characters + begin;
    out->length = end - begin;
    return out;
}

注意，没有一个字符必须被复制!如果String对象是可变的(字符可以在以后更改)，那么您将不得不复制所有字符，否则对子字符串中的字符的更改将在以后反映到另一个字符串中。

并发性:如果一个不可变对象的内部结构是有效的，那么它将总是有效的。不同的线程不可能在该对象中创建无效状态。因此，不可变对象是线程安全的。

垃圾收集:垃圾收集器更容易对不可变对象做出逻辑决策。

然而，不可变性也有缺点:

性能:等等，我记得你说过性能是不变性的好处!有时候是这样，但不总是这样。取以下代码:

foo = foo.substring(0,4) + "a" + foo.substring(5);  // foo is a String
bar.replace(4,5,"a"); // bar is a StringBuilder

The two lines both replace the fourth character with the letter "a". Not only is the second piece of code more readable, it's faster. Look at how you would have to do the underlying code for foo. The substrings are easy, but now because there's already a character at space five and something else might be referencing foo, you can't just change it; you have to copy the whole string (of course some of this functionality is abstracted into functions in the real underlying C, but the point here is to show the code that gets executed all in one place).

struct String* concatenate(struct String* first, struct String* second)
{
    struct String* new = malloc(sizeof(struct String));
    new->length = first->length + second->length;

    new->characters = malloc(new->length);
    
    int i;

    for(i = 0; i < first->length; i++)
        new->characters[i] = first->characters[i];

    for(; i - first->length < second->length; i++)
        new->characters[i] = second->characters[i - first->length];

    return new;
}

// The code that executes
struct String* astring;
char a = 'a';
astring->characters = &a;
astring->length = 1;
foo = concatenate(concatenate(slice(foo,0,4),astring),slice(foo,5,foo->length));

注意，concatenate被调用两次，这意味着整个字符串必须循环!将其与bar操作的C代码进行比较:

bar->characters[4] = 'a';

可变字符串操作显然要快得多。

总结:在大多数情况下，您需要一个不可变的字符串。但是如果你需要在一个字符串中做大量的追加和插入，你就需要可变性来提高速度。如果你想要并发安全性和垃圾收集的好处，关键是保持你的可变对象本地的方法:

// This will have awful performance if you don't use mutable strings
String join(String[] strings, String separator)
{
    StringBuilder mutable;
    boolean first = true;

    for(int i = 0; i < strings.length; i++)
    {
        if(first) first = false;
        else mutable.append(separator);

        mutable.append(strings[i]);
    }

    return mutable.toString();
}

因为可变对象是一个本地引用，所以不必担心并发安全性(只有一个线程接触过它)。由于它没有在其他任何地方被引用，所以它只在堆栈上分配，所以函数调用一结束它就会被释放(您不必担心垃圾收集)。你可以同时获得可变性和不可变性的性能优势。