程式設計中的不變性（尤其是 Java 的 String 類別）如何影響效能和執行緒安全？

程式設計中的不變性：意義與應用

在軟體開發中，不變性是指物件在創建後無法修改的特性。這個概念對物件的行為和效能有重大影響，特別是在 Java 的 String 類別中。

可變性的後果

可變物件允許其內部狀態在初始化後更改。這可能會導致程式中潛在的錯誤和不一致，尤其是當多個執行緒同時存取和修改同一個物件時。

Java 字串的不變性

Java 的 String 類別是設計為不可變的。這意味著任何修改 String 實例的嘗試都不會影響原始對象，而是建立一個具有所需變更的新 String。這種不變性提供了幾個好處：

• 執行緒安全：不可變物件消除了從多個執行緒存取時同步的需要，因為它們不能同時修改。
• 快取： 不可變物件可以安全地緩存，因為它們的內容不會改變。這可以透過避免重複計算或資料庫查找來提高效能。

StringBuilder 與 String

StringBuilder 是與 String 等效的可變對象，可以有效修改它的內容。它在執行多個字串操作時特別有用，因為它避免建立中間 String 物件。在以下情況下考慮使用 StringBuilder：

• 您需要對字串進行多次修改。
• 您想要將多個字串連接成一個更大的字串。
• 您需要執行複雜的字串處理操作，例如替換或插入字元。

的主要優點不變性

• 透過消除並發修改的風險來增強執行緒安全性。
• 透過快取和減少物件建立來提高效能。
• 簡化程式行為的推理，因為不可變物件不會意外更改。

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