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。