不可变的 java 对象

Question

今天我在阅读一些关于 BigDecimal 类的文档时， 我偶然发现了一个基本属性，BigDecimal 类是不可变的。

我该如何向祖母解释不变性的概念？

类的不变性的优缺点是什么？

扩展类可以变得可变吗？

考虑到我想用我的班级扩展 BigDecimal：

`MyBigDecimal extends BigDecimal` 

扩展是否违反了基本的面向对象设计原则？

Answer 1

我该如何向祖母解释不变性的概念？

检查这个问题：What is meant by immutable

或者来自 Effective Java：

不可变类是不能修改其实例的类。每个实例中包含的所有信息都是在创建时提供的，并且在对象的生命周期内是固定的。

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类的不变性的优缺点是什么？

优点：

• 更容易推断对象的状态，因为只有一个，即在初始化时构建的状态
• 推论：不可变对象更易于在并发编程中使用，其中状态就是一切

缺点：

• 当你想改变一个对象的属性时，你需要创建一个新的 = 昂贵的
• 构造可能更复杂（参见构建器模式）

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扩展类可以变得可变吗？

是的 - 这就是为什么不可变类应该成为最终类的原因（或者，将所有构造函数设为私有并提供工厂来创建新对象）。

BigDecimal 是一个很好的例子，说明了在创建不可变类时应该不做什么（它可以扩展，这可能会导致您在问题中提到的问题）。

Answer 2

BigDecimal 是一个值类。它代表了来自“现实世界”的价值。让我们以整数为例。 42 的值始终为 42。它的状态不能更改。如果我想要 43，它不是 42 的更改值，而是 43 的值。这个抽象的值概念通过使用不可变类在面向对象的世界中传递。如果您想向现有的数字添加一个数字，它不会更改，但会创建一个包含结果的新不可变对象。

Answer 3

实例永远不会改变的不可变类。对象的状态是在构造时定义的，之后永远不会改变。

为了正确地不可变，类不提供任何方式（除了反射）来改变它的状态：没有 setter 方法，没有改变其内部状态的方法，没有允许访问它持有的可变字段的方法。它也应该是 final 的（BigDecimal 应该是），以防止任何其他类扩展它，从而通过添加可变字段使其可变。

优点很多：

• 课程通俗易懂
• 实例本质上是线程安全的
• 可以缓存实例而无需从缓存中返回副本
• 实例可以用作 Map 中的键，而不必担心之后被更改

不违反OO原则：相反，状态完全封装在对象中。

注意：一些不可变对象会在内部改变它们的状态（例如某些字段的延迟初始化），而不会影响对象的外部可见状态。如果处理得当，它不会改变不可变对象的线程安全性。如果操作不当，可能会使它们成为非线程安全的。

Answer 4

类的不变性意味着如果创建了对象，则无法更改其内容。

考虑例如

String str = "Hello"; // you can not change content Hello to any other string

immutability of a class - Pros. / Cons. of Immutability vs. Mutability 的优缺点

扩展类可以变得可变吗？

是的，你可以做到。

MyBigDecimal extends BigDecimal

你可以做到BigDecimal不是最终的。