Java 实现不可变类

Java 实现不可变类

可变类和不可变类(Mutable and Immutable Objects)的初步定义:

  1. 可变类:当你获得这个类的一个实例引用时,你可以改变这个实例的内容。
  2. 不可变类:当你获得这个类的一个实例引用时,你不可以改变这个实例的内容。不可变类的实例一但创建,其内在成员变量的值就不能被修改。
  • jdk的可变类和不可变类
    • 不可变类:jdk的java.lang包中 Boolean, Byte, Character, Double, Float, Integer, Long, Short,String
    • 可变类:StringBuffer,java.util.Date

如何创建一个自己的不可变类

  1. immutable对象的状态在创建之后就不能发生改变,尽量不要实现属性的setter方法,任何对它的改变都应该产生一个新的对象。
  2. Immutable类的所有的属性都应该是final的,如需要实现getter,使用copy-on-write原则。
  3. 对象必须被正确的创建,比如:对象引用在对象创建过程中不能泄露(leak)。
  4. 对象应该是final的,以此来限制子类继承父类,以避免子类改变了父类的immutable特性。{使用final Class(强不可变类),或者将所有类方法加上final(弱不可变类)}
  5. 如果类中包含mutable类对象,那么返回给客户端的时候,返回该对象的一个拷贝,而不是该对象本身(该条可以归为第一条中的一个特例,同样,初始化时也应该传入一个拷贝)。

例子

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public final class Contacts {

private final String name;
private final String mobile;

public Contacts(String name, String mobile) {
this.name = name;
this.mobile = mobile;
}

public String getName(){
return name;
}

public String getMobile(){
return mobile;
}
}

我们为类添加了final修饰,从而避免因为继承和多态引起的immutable风险。

上面是最简单的一种实现immutable类的方式,可以看到它的所有属性都是final的。

有时候你要实现的immutable类中可能包含mutable的类,比如java.util.Date,尽管你将其设置成了final的,但是它的值还是可以被修改的,为了避免这个问题,我们建议返回给用户该对象的一个拷贝,这也是Java的最佳实践之一。下面是一个创建包含mutable类对象的immutable类的例子:

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public final class ImmutableReminder{
private final Date remindingDate;

public ImmutableReminder (Date remindingDate) {
if(remindingDate.getTime() < System.currentTimeMillis()){
throw new IllegalArgumentException("Can not set reminder” +
“ for past time: " + remindingDate);
}
    //this.remindingDate= remindingDate; //error
this.remindingDate = new Date(remindingDate.getTime());
}
public Date getRemindingDate() {
// return this.remindingDate; //error
return (Date) remindingDate.clone();
}
}
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