什麼是不可變物件？
String物件是不可變的，但這只表示你無法透過呼叫它的公有方法來改變它的值。
眾所周知， 在Java中， String類別是不可變的。那麼到底什麼是不可變的物件呢？ 可以這樣認為：如果一個對象，在它創建完成之後，就不能再改變它的狀態，那麼這個對象就是不可變的。不能改變狀態的意思是，不能改變對象內的成員變量，包括基本資料類型的值不能改變，引用類型的變數不能指向其他的對象，引用型別指向的對象的狀態也不能改變。
區分物件和物件的引用
對於Java初學者， 對於String是不可變物件總是存在著疑惑。看下面程式碼：
String s = "ABCabc";System.out.println("s = " + s);s = "123456";System.out.println("s = " + s);列印結果為：
s = ABCabc s = 123456
首先建立一個String物件s，然後讓s的值為“ABCabc”， 然後又讓s的值為“123456”。 從列印結果可以看出，s的值確實改變了。那怎麼還說String物件是不可變的呢？ 其實這裡有一個迷思： s只是一個String物件的引用，並不是物件本身。物件在記憶體中是一塊記憶體區，成員變數越多，這塊記憶體區佔的空間越大。引用只是一個4位元組的數據，裡面存放了它所指向的物件的位址，透過這個位址可以存取物件。
也就是說，s只是一個引用，它指向了一個具體的對象，當s=“123456”; 這句代碼執行過之後，又創建了一個新的對象“123456”， 而引用s重新指向了這個心的對象，原來的物件「ABCabc」還在記憶體中存在，並沒有改變。記憶體結構如下圖所示：
Java和C++的一個不同點是， 在Java中不可能直接操作物件本身，所有的物件都由一個引用指向，必須透過這個引用才能存取物件本身，包括取得成員變數的值，改變物件的成員變量，呼叫對象的方法等。而在C++中存在引用，物件和指標三個東西，這三個東西都可以存取物件。其實，Java中的引用和C++中的指標在概念上是相似的，他們都是存放的物件在記憶體中的位址值，只是在Java中，引用喪失了部分彈性，例如Java中的引用不能像C++中的指標則那樣進行加減運算。
為什麼String物件是不可變的？
要理解String的不可變性，先來看看String類別中都有哪些成員變數。 在JDK1.6中，String的成員變數有以下幾個：
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence{ /** The value is used for character storage. */ private final char value[]; /** The offset is the first index of the storage that is used. */ private final int offset; /** The count is the number of characters in the String. */ private final int count; /** Cache the hash code for the string */ private int hash; // Default to 0在JDK1.7中，String類別做了一些改動，主要是改變了substring方法執行時的行為，這和本文的主題不相關。 JDK1.7中String類別的主要成員變數就剩下了兩個：
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence { /** The value is used for character storage. */ private final char value[]; /** Cache the hash code for the string * private int hash; // Default to 0由以上的程式碼可以看出， 在Java中String類別其實就是字元陣列的封裝。 JDK6中， value是String封裝的數組，offset是String在這個value數組中的起始位置，count是String所佔的字元的個數。在JDK7中，只有一個value變量，也就是value中的所有字元都是屬於String這個物件的。這個改變不影響本文的討論。 除此之外還有一個hash成員變量，是該String物件的雜湊值的緩存，這個成員變數也和本文的討論無關。在Java中，陣列也是物件（可以參考我之前的文章java中陣列的特性）。 所以value也只是一個引用，它指向一個真正的陣列物件。其實執行了String s = “ABCabc”; 這句程式碼之後，真正的記憶體佈局應該是這樣的：
value，offset和count這三個變數都是private的，沒有提供setValue， setOffset和setCount等公共方法來修改這些值，所以在String類別的外部無法修改String。也就是說一旦初始化就不能修改， 且在String類別的外部不能存取這三個成員。另外，value，offset和count這三個變數都是final的， 也就是說在String類別內部，一旦這三個值初始化了， 也不能改變。所以可以認為String物件是不可變的了。
那麼在String中，明明存在一些方法，呼叫他們可以得到改變後的值。這些方法包括substring， replace， replaceAll， toLowerCase等。例如如下程式碼：
String a = "ABCabc"; System.out.println("a = " + a); a = a.replace('A', 'a'); System.out.println("a = " + a);列印結果為：
a = ABCabca = aBCabc
那麼a的值看似改變了，其實也是同樣的迷思。再次說明， a只是一個引用， 不是真正的字串對象，在呼叫a.replace('A', 'a')時， 方法內部創建了一個新的String對象，並把這個心的對象重新賦給了引用a。 String中replace方法的源碼可以說明問題：
讀者可以自己查看其他方法，都是在方法內部重新建立新的String對象，並且傳回這個新的對象，原來的物件是不會被改變的。這也是為什麼像replace， substring，toLowerCase等方法都存在回傳值的原因。也是為什麼像下面這樣呼叫不會改變物件的值：
String ss = "123456";System.out.println("ss = " + ss);ss.replace('1', '0');System.out.println("ss = " + ss);列印結果：
ss = 123456 ss = 123456
String物件真的不可變嗎？
從上文可知String的成員變數是private final 的，也就是初始化之後就不可改變。那麼在這幾個成員中， value比較特殊，因為他是一個引用變量，而不是真正的物件。 value是final修飾的，也就是說final不能再指向其他數組對象，那我可以改變value指向的數組嗎？ 例如將數組中的某個位置上的字元變成底線“_”。 至少在我們自己寫的普通程式碼中不能做到，因為我們根本無法存取到這個value引用，更不能透過這個引用去修改陣列。
那麼用什麼方式可以存取私有成員呢？ 沒錯，用反射， 可以反射出String物件中的value屬性， 進而改變透過獲得的value引用改變陣列的結構。下面是實例程式碼：
public static void testReflection() throws Exception { //建立字串"Hello World"， 並賦給引用s String s = "Hello World"; System.out.println("s = " + s); //Hello World //取得String類別中的value欄位Field valueFieldOfString = String.class.getDeclaredField("value"); //改變value屬性的存取權限valueFieldOfString.setAccessible(true); //取得s物件上的value屬性的值char[] value = (char[]) valueFieldOfString.get(s); //改變value所引用的陣列中的第5個字元value[5] = '_'; System.out.println("s = " + s); //Hello_World }列印結果為：
s = Hello World s = Hello_World
在這個過程中，s總是引用的同一個String對象，但是再反射前後，這個String物件發生了變化， 也就是說，透過反射是可以修改所謂的「不可變」的物件。但是一般我們不會這麼做。這個反射的實例也可以說明一個問題：如果一個對象，他組合的其他對象的狀態是可以改變的，那麼這個對像很可能不是不可變對象。例如一個Car對象，它組合了一個Wheel對象，雖然這個Wheel對象聲明成了private final 的，但是這個Wheel對象內部的狀態可以改變， 那麼就不能很好的保證Car對像不可變。