<Java>arraycopyでコピーしたものを書き換えた場合の挙動について

Question

Java配列の参照型についての質問です。
Java2は私が作成したnameフィールドを持つクラスです。
以下コード↓↓↓
Java2[] array = {new Java2("aaa"),new Java2("bbb")};
Java2[] array2 = new Java2[];
System.arraycopy(array,0,array2,0,array.length);
array2[0].name = "ccc";
System.out.println(array[0].name);
これを実行すると"ccc"と出力されます。これは配列の中身に参照が入っているので納得できます。

しかし、Stringの場合、
String[] str = {"aaa","bbb"};
String[] s = new String[];
System.arraycopy(str,0,s,0,array.length); ---------ここを書き換える
s[0] = "ccc";
System.out.println(str[0]);
同じように配列の中身に参照が入っているのにもかかわらず"aaa"と出力され、書き換えることができません。
そして、
System.arraycopy(str,0,s,0,array.length); ←こちらの文をs = str;に書き換えて実行したところ、
str[0]は"ccc"と出力されました。なぜでしょうか？

ちなみに
String a = "a";
String b = a;
b = "c";
System.out.println(a);
これを出力すると"a"が出力されます。これはString型の特性上、bにaの参照値を代入したとしても、参照先の値をコピーしてbに新たなインスタンスが生成され、aとbは別々のインスタンスを参照しているから。というのは理解しています。

私自身がarraycopyの内部での動きをよく理解できていないのもあると思います。
ご教授よろしくお願い致します。

Answer 1

同じように配列の中身に参照が入っているのにもかかわらず"aaa"と出力され、書き換えることができません。

この場合、オブジェクトそのものを入れ替えているので、コピー元に影響はありません。

JavaのStringはイミュータブルであり、そもそも書替える方法が存在しません。文字列の変更はすなわちインスタンスの変更です。

Answer 2

これはString型の特性上、bにaの参照値を代入したとしても、参照先の値をコピーしてbに新たなインスタンスが生成され、aとbは別々のインスタンスを参照しているから。というのは理解しています。

そんな特性無いです。
全ての参照型のオブジェクトについて同じように動作します。

class Data {
    int num;
    Data(int n) {
        num = n;
    }
}

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        {
            Data d1 = new Data(0);
            Data d2 = d1;
            
            d2.num = 100;
            System.out.println(d1.num);   // => 100
            System.out.println(d1 == d2); // => true
        }
        {
            Data d1 = new Data(0);
            Data d2 = d1;
            
            d2 = new Data(100);
            System.out.println(d1.num);   // => 0
            System.out.println(d1 == d2); // => false
        }
    }
}

インスタンスと変数の区別は付いているでしょうか？

コメントを受けて

なぜStringをコピーした場合とJava2をコピーした場合とで挙動が変わってくるのでしょうか？

参照先のフィールドを置き換えるか、参照先自体を置き換えるかの違いです。

class Data {
    int num;
    Data(int n) { num = n; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Data[] arr1 = {new Data(0), new Data(1)};
        Data[] arr2 = new Data[2];

        System.arraycopy(arr1, 0, arr2, 0, arr1.length);
        arr2[0].num = 42;
        arr2[1] = new Data(100);
    }
}

実行終了時の状態

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Comments

[kytm]

Stringクラスの中身の文字列を保持するための変数はfinalで修飾されているので後から書き換えることはできないので後からインスタンスを操作することはできないということとごちゃごちゃになっていました。
その特性がないということであれば、同じようにString型もインスタンスを生成しているのに、なぜStringをコピーした場合とJava2をコピーした場合とで挙動が変わってくるのでしょうか？

[LouiS0616]

追記しました。

[kytm]

Stringの配列の場合はインスタンスを新しく生成しているということですね。丁寧な図での解説ありがとうございます。

[LouiS0616]

変数 = "hoge" は意味合い的には 変数 = new String({'h', 'o', 'g', 'e'}) と同じ※ ということを知っていれば、Stringだけ常に特別扱いされているわけでは無いことが理解できるかと思います。

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※ かなり誤魔化した書き方です。また、キャッシュも無視しています。