Почему значение типа String в Java является неизменяемым?

Значение String в Java является неизменяемым (immutable) по нескольким причинам:

• Безопасность потоков (Thread Safety): Неизменяемые объекты могут безопасно использоваться несколькими потоками одновременно без необходимости внешней синхронизации. Поскольку состояние String не может измениться после создания, нет риска состояния гонки при чтении или передаче строки между потоками.

  // Пример: два потока обращаются к одной строке
  String sharedString = "Hello";
  
  // Поток 1 может безопасно использовать sharedString
  new Thread(() -> {
      System.out.println(sharedString.toUpperCase());
  }).start();
  
  // Поток 2 также может безопасно использовать sharedString
  new Thread(() -> {
      System.out.println("Length: " + sharedString.length());
  }).start();
  

• Эффективность (Pooling и Sharing): Из-за неизменяемости JVM может оптимизировать использование памяти, используя пул строк (String Pool). Если несколько переменных ссылаются на одно и то же строковое значение, они могут указывать на один и тот же объект в пуле, что экономит память.

  String s1 = "World"; // Создается объект "World" в пуле
  String s2 = "World"; // Ссылается на тот же объект в пуле
  String s3 = new String("World"); // Создается новый объект вне пула
  
  System.out.println(s1 == s2); // true - ссылаются на один и тот же объект
  System.out.println(s1 == s3); // false - ссылаются на разные объекты
  

• Использование в качестве ключей в Map: String часто используется как ключ в хэш-картах (HashMap). Если бы строка была изменяемой, ее хэш-код мог бы измениться после добавления в карту, что сделало бы невозможным найти соответствующее значение. Неизменяемость гарантирует, что хэш-код остается постоянным.

  import java.util.HashMap;
  import java.util.Map;
  
  Map<String, Integer> ages = new HashMap<>();
  ages.put("Alice", 30);
  // Если бы "Alice" можно было изменить, поиск по "Alice" мог бы не сработать
  System.out.println(ages.get("Alice")); // 30
  

• Безопасность (Security): Строки используются для хранения конфиденциальной информации, такой как имена файлов, сетевые адреса или пользовательские пароли. Неизменяемость предотвращает случайное или злонамеренное изменение этих значений после инициализации, что повышает безопасность.

Эти факторы делают String фундаментальным и надежным типом данных в Java.