Question

众所周知，String在java中是不可变的。但是，可以通过获取Field并设置访问级别来使用反射来更改它。（我知道这是未经修改的，我不打算这样做，这个问题纯粹是理论上的）。

我的问题：假设我知道自己在做什么（并根据需要修改所有字段），程序是否会正常运行？或者jvm是否进行了一些依赖于String不可变的优化？我会遭受性能损失吗？如果是这样，它会做出什么假设？该计划会出现什么问题

P.S。字符串只是一个例子，除了示例之外，我实际上对一般答案感兴趣。

谢谢！

Answer 1

编译后，某些字符串可能会引用一个实例，因此，您将编辑超出您想要的内容，并且永远不知道您还在编辑其他内容。

public static void main(String args[]) throws Exception {
    String s1 = "Hello"; // I want to edit it
    String s2 = "Hello"; // It may be anywhere and must not be edited
    Field f = String.class.getDeclaredField("value");
    f.setAccessible(true);
    f.set(s1, "Doesn't say hello".toCharArray());
    System.out.println(s2);
}

输出：

Doesn't say hello

Answer 2

我想到的是字符串实习 - 文字，常量池中的任何内容以及任何手动intern() ed指向相同的字符串对象。如果你开始搞乱一个实习字符串文字的内容，你可能会看到使用相同底层对象的所有其他文字的完全相同的改动。

我不确定上面是否真的发生了，因为我从未尝试过（理论上它会，我不知道是否会在场景中发生某些事情来阻止它，但我怀疑它）但是就像那样可能会引发潜在的问题。当然，它也可能在Java级别上抛出问题，只需将多个引用传递给相同的字符串，然后使用反射攻击从其中一个引用中更改对象。大多数人（包括我！）都不会明确地防范代码中的那种事情，因此将攻击用于任何不属于您自己的代码，或者如果您还没有防范它们，则使用您自己的代码，可能导致各种类型奇怪的，可怕的错误。

从理论上讲这是一个有趣的领域，但你挖的越多，你就越明白为什么沿着这些方向做任何事都是个坏主意！

在字符串之外说，对于一个不可变的对象，没有我所知道的性能增强（事实上我不认为JVM现在甚至不能告诉对象是否是不可变的，抛开反射攻击。）它可能会抛出东西比如checker-framework关闭或任何试图静态分析代码以保证代码不可变的东西。

Answer 3

如果你这样做，你肯定会遇到麻烦。这是否意味着你肯定会立即看到错误？不会。在很多情况下，你可能会放弃它，这取决于你正在做什么。

以下是一些会让你感到困惑的案例：

修改在代码中某处声明为文字的字符串。例如，您有一个function，其某处被称为function("Bob");在这种情况下，字符串"Bob"在整个应用中更改为（对于声明为final的字符串常量也是如此。）
修改子字符串操作中使用的字符串，或者是子字符串操作的结果。在Java中，获取字符串的子字符串实际上使用与源字符串相同的基础字符数组，这意味着对源字符串的修改将影响子字符串（反之亦然）。
您可以修改恰好在地图中用作键的字符串。它将不再与其原始值进行比较，因此查找将失败。

我知道这个问题是关于Java的，但我wrote a blog post回过头来说明如果你在.NET中改变一个字符串，你的程序可能会表现得多么疯狂。情况非常相似。

Answer 4

我很确定JVM本身并不假设字符串的不变性，因为Java中的“不变性”不是语言级别的构造;它是类的实现所暗示的暗示的特征，但是，正如你所注意到的那样，它不能在存在反射的情况下得到保证。因此，它也与性能无关。

但是，几乎所有存在的Java代码（包括标准API实现）都依赖于字符串是不可变的，如果你打破了这种期望，你会看到各种各样的错误。

Answer 5

String类中的私有字段是char []，偏移量和长度。更改任何这些不应对任何其他对象产生任何不利影响。但是如果你能以某种方式改变char []的内容，那么你可能会看到一些令人惊讶的副作用。

Answer 6

public static void main(String args[]){
    String a = "test213";
    String s = new String("test213");
    try {
        System.out.println(s);
        System.out.println(a);
        char[] value = (char[])getFieldValue(s, "value");
        value[1] = 'a';
        System.out.println(s);
        System.out.println(a);

    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

static Object getFieldValue(String s,String fieldName) throws SecurityException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
    Object chars = null;
    Field innerCharArray = String.class.getDeclaredField(fieldName);
    innerCharArray.setAccessible(true);
    chars = innerCharArray.get(s);
    return chars;
}

更改S的值将改变所有答案中提到的a的字面值。

Answer 7

演示如何搞砸程序：

System.out.print("Initial: "); System.out.println(addr);
editIntStr("ADDR_PLACEH", "192.168.1.1");
System.out.print("From var: "); System.out.println(addr);//
System.out.print("Hardcoded: "); System.out.println("ADDR_PLACEH");
System.out.print("Substring: "); System.out.println("ADDR_PLACE" + "H".substring(0));
System.out.print("Equals test: "); System.out.println("ADDR_PLACEH".equals("192.168.1.1"));
System.out.print("Equals test with substring: ");  System.out.println(("ADDR_PLACE" + "H".substring(0)).equals("192.168.1.1"));

输出：

Initial: ADDR_PLACEH
From var: 192.168.1.1
Hardcoded: 192.168.1.1
Substring: ADDR_PLACEH
Equals test: true
Equals test with substring: false

第一次Equals测试的结果很奇怪，不是吗？你不能指望你的程序员们弄清楚为什么Java认为他们是平等的...
完整的测试代码：http://pastebin.com/vbstfWX1

使用反射更改字符串的效果

7 个答案: