Question

众所周知，Java String是不可变的。从一开始，不可变字符串就是java的重要补充。与C风格的字符串相比，不变性允许快速访问和大量优化，显着减少了错误，并有助于实施安全模型。

可以在不使用黑客的情况下创建一个可变的，即

java.lang.reflect
sun.misc.Unsafe
bootstrap类加载器中的类
JNI（或JNA，因为它需要JNI）

但是它是否可以只用普通的Java，以便可以随时修改字符串？问题是如何？

Answer 1

使用Charset构造函数创建java.lang.String，可以注入自己的Charset，它会带来您自己的CharsetDecoder。 CharsetDecoder在decodeLoop方法中获取对CharBuffer对象的引用。 CharBuffer包装原始String对象的char []。由于CharsetDecoder具有对它的引用，您可以使用CharBuffer更改底层char []，因此您有一个可变的String。

public class MutableStringTest {


    // http://stackoverflow.com/questions/11146255/how-to-create-mutable-java-lang-string#11146288
    @Test
    public void testMutableString() throws Exception {
        final String s = createModifiableString();
        System.out.println(s);
        modify(s);
        System.out.println(s);
    }

    private final AtomicReference<CharBuffer> cbRef = new AtomicReference<CharBuffer>();
    private String createModifiableString() {
        Charset charset = new Charset("foo", null) {
            @Override
            public boolean contains(Charset cs) {
                return false;
            }

            @Override
            public CharsetDecoder newDecoder() {
                CharsetDecoder cd = new CharsetDecoder(this, 1.0f, 1.0f) {
                    @Override
                    protected CoderResult decodeLoop(ByteBuffer in, CharBuffer out) {
                        cbRef.set(out);
                        while(in.remaining()>0) {
                            out.append((char)in.get());
                        }
                        return CoderResult.UNDERFLOW;
                    }
                };
                return cd;
            }

            @Override
            public CharsetEncoder newEncoder() {
                return null;
            }
        };
        return new String("abc".getBytes(), charset);
    }
    private void modify(String s) {
        CharBuffer charBuffer = cbRef.get();
        charBuffer.position(0);
        charBuffer.put("xyz");
    }

}

运行代码打印

abc
zzz

我不知道如何正确实现decodeLoop（），但我现在不在乎：）

Answer 2

这个问题得到了@mhaller的好答案。我说所谓的拼图很简单，只要查看String的可用c-tors，我就应该能够找到的部分，

<强>操作实例

感兴趣的C-tor是下面的，如果你要闯入/破解/寻找安全漏洞总是寻找非最终的任意类。这里的案例是java.nio.charset.Charset


//String
public String(byte bytes[], int offset, int length, Charset charset) {
    if (charset == null)
        throw new NullPointerException("charset");
    checkBounds(bytes, offset, length);
    char[] v = StringCoding.decode(charset, bytes, offset, length);
    this.offset = 0;
    this.count = v.length;
    this.value = v;
}

c-tor通过传递Charset而不是chartset名称来提供将byte[]转换为String的所谓快速方法，以避免查找chartsetName-＆gt; charset。它还允许传递任意Charset对象来创建String。 Charset主路由将java.nio.ByteBuffer的内容转换为CharBuffer。 CharBuffer可以保存对char []的引用，它可以通过array()获得，CharBuffer也可以完全修改。


    //StringCoding
    static char[] decode(Charset cs, byte[] ba, int off, int len) {
        StringDecoder sd = new StringDecoder(cs, cs.name());
        byte[] b = Arrays.copyOf(ba, ba.length);
        return sd.decode(b, off, len);
    }

    //StringDecoder
    char[] decode(byte[] ba, int off, int len) {
        int en = scale(len, cd.maxCharsPerByte());
        char[] ca = new char[en];
        if (len == 0)
            return ca;
        cd.reset();
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(ba, off, len);
        CharBuffer cb = CharBuffer.wrap(ca);
        try {
            CoderResult cr = cd.decode(bb, cb, true);
            if (!cr.isUnderflow())
                cr.throwException();
            cr = cd.flush(cb);
            if (!cr.isUnderflow())
                cr.throwException();
        } catch (CharacterCodingException x) {
            // Substitution is always enabled,
            // so this shouldn't happen
            throw new Error(x);
        }
        return safeTrim(ca, cb.position(), cs);
    }

为了防止改变char[]，java开发人员像任何其他String构造一样复制数组（例如public String(char value[])）。但是有一个例外 - 如果没有安装SecurityManager，则不会复制char []。

    //Trim the given char array to the given length
    //
    private static char[] safeTrim(char[] ca, int len, Charset cs) {
        if (len == ca.length 
                && (System.getSecurityManager() == null
                || cs.getClass().getClassLoader0() == null))
            return ca;
        else
            return Arrays.copyOf(ca, len);
    }

因此，如果没有SecurityManager，它绝对有可能被字符串引用的可修改的CharBuffer / char []。

现在一切看起来都很好 - 除了byte[]也被复制（上面的粗体）。这是 java开发人员懒惰而且严重错误。

副本是必要的，以防止流氓Charset（上面的例子）能够改变源字节[]。但是，想象一下大约512KB byte[]缓冲区包含少量String的情况。尝试创建一个小的，少数几个图表 - new String(buf, position, position+32,charset)导致大量512KB byte []复制。如果缓冲区大约是1KB，那么影响将永远不会被发现。但是，对于大缓冲区，性能影响非常大。简单的解决方法是复制相关部分。

......或者java.nio的设计者通过引入只读缓冲区来考虑。简单地调用ByteBuffer.asReadOnlyBuffer()就足够了（如果Charset.getClassLoader（）！= null）* 有时即使是在java.lang工作的人也会完全错误。

_{* Class.getClassLoader（）为引导类返回null，即与JVM本身一起发布的类。}

Answer 3

我会说StringBuilder（或StringBuffer用于多线程使用）。是的，最后你得到一个不可变的字符串。但这是要走的路。

例如，在循环中附加字符串的最佳方法是使用StringBuilder。当您使用“fu”+ variable +“ba”时，Java本身使用StringBuilder。

http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/lang/StringBuilder.html

追加（泡壳）.append（5）.appen（ “dfgdfg”）的toString（）;

Answer 4

// How to achieve String Mutability

import java.lang.reflect.Field; 

public class MutableString {

    public static void main(String[] args) { 
        String s = "Hello"; 

        mutate(s);
        System.out.println(s); 

    } 

    public static void mutate(String s) {
        try {

            String t = "Hello world";
            Field val = String.class.getDeclaredField("value"); 
            Field count = String.class.getDeclaredField("count"); 
            val.setAccessible(true); 
            count.setAccessible(true); 

            count.setInt (s, t.length ());
            val.set (s, val.get(t));
        } 
        catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
    } 

}

Answer 5

不要重新发明轮子。 Apache commons仅提供了这一点。

MutableObject<String> mutableString = new MutableObject<>();

Answer 6

交换java和javac的引导类路径的简单方法

1）转到jdk安装并复制到单独的文件夹rt.jar和src.zip

2）从源zip解包String.java并将其更改为私有字段值内部字符数组到公共

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    public final char value[];

3）在javac：

的帮助下编译修改过的String.java

javac String.java

4）将已编译的String.class和其他已编译的类移动到此目录中的rt.jar

5）创建使用String private field

的测试类

package exp;

    class MutableStringExp { 

        public static void main(String[] args) {
            String letter = "A";
            System.out.println(letter);
            letter.value[0] = 'X';
            System.out.println(letter);
        }
    }

6）创建空目录target并编译测试类

javac -Xbootclasspath:rt.jar -d target MutableStringExp.java

7）运行它

java -Xbootclasspath:rt.jar -cp "target" exp.MutableStringExp

输出是：

A
X

P.S这只适用于修改后的rt.jar，并使用此选项覆盖rt.jar违反jre许可。

创建一个可变的java.lang.String

6 个答案: