Java理论与实践: 变还是不变？ - 编程入门网

编写不变类的准则

编写不变类很容易。如果以下几点都为真，那么类就是不变的：

它的所有字段都是 final

该类声明为 final

不允许 this 引用在构造期间转义

任何包含对可变对象（如数组、集合或类似 Date 的可变类）引用的字段：

是私有的

从不被返回，也不以其它方式公开给调用程序

是对它们所引用对象的唯一引用

构造后不会更改被引用对象的状态

最后一组要求似乎挺复杂的，但其基本上意味着如果要存储对数组或其它可 变对象的引用，就必须确保您的类对该可变对象拥有独占访问权（因为不然的话 ，其它类能够更改其状态），而且在构造后您不修改其状态。为允许不变对象存 储对数组的引用，这种复杂性是必要的，因为 Java 语言没有办法强制不对 final 数组的元素进行修改。注：如果从传递给构造函数的参数中初始化数组引 用或其它可变字段，您必须用防范措施将调用程序提供的参数或您无法确保具有 独占访问权的其它信息复制到数组。否则，调用程序会在调用构造函数之后，修 改数组的状态。清单 3 显示了编写一个存储调用程序提供的数组的不变对象的 构造函数的正确方法（和错误方法）。

清单 3. 对不变对象编码的正确和错误方法

class ImmutableArrayHolder { 　 private final int[] theArray; 　 // Right way to write a constructor -- copy the array 　 public ImmutableArrayHolder(int[] anArray) { 　　 this.theArray = (int[]) anArray.clone(); 　 } 　 // Wrong way to write a constructor -- copy the reference 　 // The caller could change the array after the call to the constructor 　 public ImmutableArrayHolder(int[] anArray) { 　　 this.theArray = anArray; 　 } 　 // Right way to write an accessor -- don''t expose the array reference 　 public int getArrayLength() { return theArray.length } 　 public int getArray(int n)　{ return theArray[n]; } 　 // Right way to write an accessor -- use clone() 　 public int[] getArray()　　　 { return (int[]) theArray.clone(); } 　 // Wrong way to write an accessor -- expose the array reference 　 // A caller could get the array reference and then change the contents 　 public int[] getArray()　　　 { return theArray } }

通过一些其它工作，可以编写使用一些非 final 字段的不变类（例如， String 的标准实现使用 hashCode 值的惰性计算），这样可能比严格的 final 类执行得更好。如果类表示抽象类型（如数字类型或颜色）的值，那么您还会想 实现 hashCode() 和 equals() 方法，这样对象将作为 HashMap 或 HashSet 中 的一个键工作良好。要保持线程安全，不允许 this 引用从构造函数中转义是很 重要的。

偶尔更改的数据

有些数据项在程序生命期中一直保持常量，而有些会频繁更改。常量数据显 然符合不变性，而状态复杂且频繁更改的对象通常不适合用不变类来实现。那么 有时会更改，但更改又不太频繁的数据呢？有什么方法能让 有时更改的数据获 得不变性的便利和线程安全的长处呢？

util.concurrent 包中的 CopyOnWriteArrayList 类是如何既利用不变性的 能力，又仍允许偶尔修改的一个良好示例。它最适合于支持事件监听程序的类（ 如用户界面组件）使用。虽然事件监听程序的列表可以更改，但通常它更改的频 繁性要比事件的生成少得多。

除了在修改列表时， CopyOnWriteArrayList 并不变更基本数组，而是创建 新数组且废弃旧数组之外，它的行为与

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