制作不可变的 Java 对象

Question

我的目标是使 Java 对象不可变。我有一堂课Student。我用以下方式对其进行编码以实现不变性：

public final class Student {

private String name;
private String age;

public Student(String name, String age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
}

public String getName() {
    return name;
}

public String getAge() {
    return age;
}

}

我的问题是，为Student 类实现不变性的最佳方法是什么？

Answer 1

严格来说，你的类不是不可变的，它只是实际上是不可变的。要使其不可变，您需要使用final：

private final String name;
private final String age;

尽管差异可能看起来很微妙，it can make a significant difference in a multi-threaded context。不可变类本质上是线程安全的，有效的不可变类只有在安全发布时才是线程安全的。

Answer 2

创建不可变类需要考虑以下几点：

• 让你的课程final - 你已经拥有了
• 将所有字段设为private 和final - 对您的代码进行适当的更改
• 不要提供任何改变实例状态的方法
• 如果您的类中有可变字段，例如List 或Date，则将它们设为final 是不够的。您应该从他们的getters 返回一个防御性副本，这样他们的状态就不会被调用方法改变。

对于第 4 点，假设您的班级中有一个 Date 字段，那么该字段的 getter 应该如下所示：

public Date getDate() {
    return new Date(this.date.getTime());
}

当您的可变字段本身包含一些可变字段，而该可变字段又可以包含其他一些可变字段时，制作防御性副本可能会让人头疼。在这种情况下，您需要迭代地复制它们中的每一个。我们将这个可变字段的迭代副本命名为Deep Copy。

自己实现深拷贝可能很麻烦。但是，撇开这个问题不谈，你应该再次考虑你的职业设计，一旦你发现自己陷入了制作深度防御副本的要求。

Answer 3

如何使可变对象不可变？

1. 将类声明为 final，使其无法扩展。
2. 将所有字段设为私有，这样就不允许直接访问。
3. 不要为变量提供 setter 方法
4. 将所有可变字段设为最终字段，以便其值只能分配一次。
5. 通过执行深拷贝的构造函数初始化所有字段。
6. 在 getter 方法中执行对象克隆以返回副本，而不是返回实际的对象引用。

source

我们为什么要创建不可变对象？
不可变对象只是其状态（对象的数据）在构造后无法更改的对象。

• 安全性：存储敏感信息，如用户名、密码、连接 URL、网络连接等。
• 易于构建、测试和使用
• 自动线程安全并且没有同步问题
• 不需要复制构造函数
• 不需要克隆的实现
• 允许 hashCode 使用延迟初始化，并缓存其返回值
• 用作场域时不需要防守复制
• 制作好的 Map 键和 Set 元素（这些对象在集合中不得更改状态）
• 在构造时就建立了它们的类不变量，并且永远不需要再次检查
• 始终具有“故障原子性”（Joshua Bloch 使用的术语）：如果不可变对象引发异常，则它永远不会处于不良或不确定状态

Source

在 Java 中，字符串是不可变的，它提供了诸如缓存、安全性、无需复制即可轻松重用等。 Source

Answer 4

带有final关键字：

private final String name;
private final String age;

Answer 5

将变量设为私有且没有 setter 方法将适用于原始数据类型。如果我的班级有任何对象集合？

使用集合对象使任何类不可变？

使用扩展集合类编写您自己的集合对象，并遵循私有变量而不是 setter 方法。或返回您的集合对象的克隆对象。

public final class Student {

private StudentList names;//Which is extended from arraylist

public Student() {
names = DAO.getNamesList()//Which will return All Student names from Database  its upto you how you want to implement.
}

public StudentList getStudentList(){
return names;//you need to implement your own methods in StudentList class to iterate your arraylist; or you can return Enumeration object.
}

public Enumeration getStudentNamesIterator(
Enumeration e = Collections.enumeration(names);
return e;
}

public class StudentList extends ArrayList {

}

Answer 6

这很好，但我也会填写 final 字段。

另外，我会将年龄设为 int 或 double 而不是字符串。

Answer 7

稍微扩展一下答案。

final 与 Immutable 不同，但您可以使用 final 使某些事物不可变，如果您以某些方式使用它。

某些类型是不可变的，因为它们代表不变的值而不是可变状态的对象。字符串、数字等是不可变的。最后，通常我们的对象归结为最终引用不可变值的数据结构，但我们通过为相同的字段名称分配新值来更改数据结构。

因此，要使某些东西真正不可变，您需要确保从头到尾使用 final ，直到您到达每个字段，到达合成树底部的每个值。否则，您的对象下的某些内容可能会发生变化，并且它并不是完全不可变的。

Answer 8

您的示例已经是不可变对象，因为 Student 类中的字段只能在实例初始化时设置。

要使对象不可变，您必须执行以下步骤：

1. 不要使用任何会改变类的字段的方法。例如，不要使用 Setter。
2. 避免使用公共的非最终字段。如果您的字段是公开的，那么您必须将它们声明为 final 并在构造函数中或直接在声明行中初始化它们。

Answer 9

现在回答为时已晚，但可能会帮助其他有此问题的人。

1. 不可变对象的状态在构造后不能被修改，任何修改都会导致新的不可变对象。
2. Immutable 类的所有字段都应该是 final。
3. 对象必须正确构造，即对象引用在构造过程中不得泄漏。
4. 对象应该是最终的，以限制子类以改变父类的不变性。

我认为这个链接帮助更多 阅读更多：http://javarevisited.blogspot.com/2013/03/how-to-create-immutable-class-object-java-example-tutorial.html#ixzz40VDQDDL1

Answer 10

它已经是不可变的——一旦你初始化它就不能改变它的内容，因为你还没有创建 setter。您可以将 final 关键字添加到变量中。

Answer 11

将所有变量设为final，并在设置某些字段时，使其返回对具有新设置值的新Student对象的引用，如String。

Answer 12

您可以遵循本示例中显示的指南（google 中的第一个结果）： http://www.javapractices.com/topic/TopicAction.do?Id=29

Answer 13

以下是一些规则，它们有助于在 Java 中使类不可变： 1.不可变对象的状态在构造后不能被修改，任何修改都会导致新的不可变对象。 2. Immutable 类的所有字段都应该是final。 3. 对象必须正确构造，即对象引用在构造过程中不能泄漏。 4. 对象应该是final的，以限制子类改变父类的不变性。

例子：

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;
}

}

参考此链接：http://javarevisited.blogspot.in/2013/03/how-to-create-immutable-class-object-java-example-tutorial.html

Answer 14

根据Strategy for Defining Immutable Objects

1. 不提供“setter”方法——修改字段或 字段引用的对象。

2. 将所有字段设为final 和private。

3. 不允许子类覆盖方法。最简单的方法是将类声明为final。

   一个。更复杂的方法是将constructor 设为私有并在工厂方法中构造实例。

4. 如果实例字段包含对可变对象的引用，请不要更改这些对象：

   一个。不要提供修改可变对象的方法。

   b.不要共享对可变对象的引用。永远不要存储对传递给构造函数的外部可变对象的引用；如有必要，创建副本并存储对副本的引用。同样，在必要时创建内部可变对象的副本，以避免在方法中返回原始对象。

Answer 15

Java SE 16

您可以使用作为 Java SE 16 的一部分引入的 JEP 395: Records 功能以简洁的方式创建不可变类。

如果你已经浏览过上面的链接，那你一定已经想通了，你可以这样做

record Student(String name, String age) { }

你得到的是：

1. final class Student。
2. 签名与标头Student(String name, String age) 相同的规范构造函数。
3. private final 字段、name 和 age 以及它们对应的具有相同名称和返回类型的 public 访问器方法。
4. 自动创建equals、hashCode 和toString 方法。

演示：

Student.java

record Student(String name, String age) { }

Main.java

class Main{
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("Bharat", "10 Years");
        Student s2 = new Student("Arvind", "10 Years");

        System.out.println(s1);
        System.out.println(s1.equals(s2));
        System.out.println(s1.age().equals(s2.age()));
    }
}

输出：

Student[name=Bharat, age=10 Years]
false
true

Answer 16

将类或变量设为 final 就足够了

Public final class constants
{
  private final String name;
  private final String mobile;

  // code
}