Effective Java的一条建议是,除非有充分的理由让它们变得可变,否则你应该让你的类不可变。如果一个类不能成为不可变的,那么尽可能地限制它的可变性。不可变类定义了一旦创建,就永远不会改变其状态的对象。所有状态信息都是在构造对象时提供的,并且在对象的生命周期内不会改变。
我们为什么要编写不可变类?
不可变类提供了许多优于可变类的优点。这些是:
- 不可变对象简单易用,因为它只能处于一个状态,即创建它的状态。
- 它们本质上是线程安全的,即它们不需要同步。
- 不可变类的对象可以自由共享。例如,Boolean类重用其现有实例TRUE和FALSE,每当调用Boolean.valueOf方法时,它都会为您提供已创建的实例。
创建一个不可变类
一个简单的不可变类可以是这样的:
public final class User { private final String username; private final String password;
public User(String username, String password) { this.username = username; this.password = password; }
public String getUsername() { return username; }
public String getPassword() { return password; } }
|
这个类是不可变的,因为:
- 它不提供setter方法或mutator。
- Class不能扩展,因为它是最终的。这也可以通过使构造函数私有来完成。
- class的字段都是最终的和私人的。
值得注意的是,这个类非常简单,只有两个字段。在我们的实际应用程序的大多数类中,有两个以上的字段。此外,大多数这些字段对于对象创建不是必需的。例如,真实应用程序中的用户将具有用户名,密码,名字,姓氏,creationDate,emailAddress等,但是对于此处的用户创建,仅需要用户名和密码。所以,我们设计我们的类如下所示:
final class User { private final String username; private final String password; private String firstname; private String lastname; private String email; private Date creationDate;
public User(String username, String password) { this.username = username; this.password = password; creationDate = new Date(); }
public String getUsername() { return username; }
public String getPassword() { return password; }
public String getFirstname() { return firstname; }
public void setFirstname(String firstname) { this.firstname = firstname; }
public String getLastname() { return lastname; }
public void setLastname(String lastname) { this.lastname = lastname; }
public String getEmail() { return email; }
public void setEmail(String email) { this.email = email; }
public Date getCreationDate() { return new Date(creationDate.getTime()); } }
|
这个类不是不可变的,因为它有mutators,即setter。因此,可以在创建后修改此类的实例。这种方法的缺点是,对象可能处于不一致的状态,通过它们的构造方式,你必须付出额外的努力来确保线程安全。
Builder Design Pattern来救援
据Gof说:
构建器模式将复杂对象的构造与其表示分开,以便相同的构造过程可以创建不同的表示。
构建器设计模式为您提供了构建复杂不可变对象的方法。过程是:
- 客户端使用所有必需参数调用构造函数(或静态工厂)并获取构建器对象。
- 客户端调用setter之类的方法来设置每个感兴趣的可选参数。
- 最后,客户端调用构建方法来生成不可变的对象。
不可变的用户:
public class ImmutableUser { private final String username; private final String password; private final String firstname; private final String lastname; private final String email; private final Date creationDate;
private ImmutableUser(UserBuilder builder) { this.username = builder.username; this.password = builder.password; this.creationDate = builder.creationDate; this.firstname = builder.firstname; this.lastname = builder.lastname; this.email = builder.email; }
public String getUsername() { return username; }
public String getPassword() { return password; }
public String getFirstname() { return firstname; }
public String getLastname() { return lastname; }
public String getEmail() { return email; }
public Date getCreationDate() { return new Date(creationDate.getTime()); }
public static class UserBuilder { private final String username; private final String password; private final Date creationDate; private String firstname; private String lastname; private String email;
public UserBuilder(String username, String password) { this.username = username; this.password = password; this.creationDate = new Date(); }
public UserBuilder firstName(String firsname) { this.firstname = firsname; return this; }
public UserBuilder lastName(String lastname) { this.lastname = lastname; return this; }
public UserBuilder email(String email) { this.email = email; return this; }
public ImmutableUser build() { return new ImmutableUser(this); } } }
|
您还应检查构建方法中的不变量,如果任何属性无效,则抛出IllegalStateException。这将确保对象在实例化后处于可工作状态。
public static void main(String[] args) { ImmutableUser user = new ImmutableUser.UserBuilder("shekhar", "password").firstName ("shekhar").lastName("gulati").email("shekhargulati84@gmail.com").build(); }
|
通过这种方式,您可以构建一个不可变的复杂对象,并具有不可变对象的所有优点。