Java写一个不可变类（如String）

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本文由 ImportNew - 唐小娟 翻译自 Journaldev。欢迎加入翻译小组。
不可变的对象指的是一旦创建之后，它的状态就不能改变。String类就是个不可变类，它的对象一旦创建之后，值就不能被改变了。

阅读更多: 为什么String类是不可变的

不可变对象对于缓存是非常好的选择，因为你不需要担心它的值会被更改。不可变类的另外一个好处是它自身是线程安全的，你不需要考虑多线程环境下的线程安全问题。

下面是创建不可变类的方法，我也给出了代码，加深理解。

要创建不可变类，要实现下面几个步骤：

将类声明为final，所以它不能被继承
将所有的成员声明为私有的，这样就不允许直接访问这些成员
对变量不要提供setter方法
将所有可变的成员声明为final，这样只能对它们赋值一次
通过构造器初始化所有成员，进行深拷贝(deep copy)
在getter方法中，不要直接返回对象本身，而是克隆对象，并返回对象的拷贝

为了理解第5和第6条，我将使用FinalClassExample来阐明。
FinalClassExample.java

package com.journaldev.java;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;public final class FinalClassExample {    private final int id;    private final String name;    private final HashMap testMap;    public int getId() {        return id;    }    public String getName() {        return name;    }    /**     * 可变对象的访问方法     */    public HashMap getTestMap() {        //return testMap;        return (HashMap) testMap.clone();    }    /**     * 实现深拷贝(deep copy)的构造器     * @param i     * @param n     * @param hm     */    public FinalClassExample(int i, String n, HashMap hm){        System.out.println("Performing Deep Copy for Object initialization");        this.id=i;        this.name=n;        HashMap tempMap=new HashMap();        String key;        Iterator it = hm.keySet().iterator();        while(it.hasNext()){            key=it.next();            tempMap.put(key, hm.get(key));        }        this.testMap=tempMap;    }    /**     * 实现浅拷贝(shallow copy)的构造器     * @param i     * @param n     * @param hm     */    /**    public FinalClassExample(int i, String n, HashMap hm){        System.out.println("Performing Shallow Copy for Object initialization");        this.id=i;        this.name=n;        this.testMap=hm;    }    */    /**     * 测试浅拷贝的结果     * 为了创建不可变类，要使用深拷贝     * @param args     */    public static void main(String[] args) {        HashMap h1 = new HashMap();        h1.put("1", "first");        h1.put("2", "second");        String s = "original";        int i=10;        FinalClassExample ce = new FinalClassExample(i,s,h1);        //Lets see whether its copy by field or reference        System.out.println(s==ce.getName());        System.out.println(h1 == ce.getTestMap());        //print the ce values        System.out.println("ce id:"+ce.getId());        System.out.println("ce name:"+ce.getName());        System.out.println("ce testMap:"+ce.getTestMap());        //change the local variable values        i=20;        s="modified";        h1.put("3", "third");        //print the values again        System.out.println("ce id after local variable change:"+ce.getId());        System.out.println("ce name after local variable change:"+ce.getName());        System.out.println("ce testMap after local variable change:"+ce.getTestMap());        HashMap hmTest = ce.getTestMap();        hmTest.put("4", "new");        System.out.println("ce testMap after changing variable from accessor methods:"+ce.getTestMap());    }}

输出：

Performing Deep Copy for Object initialization
true
false
ce id:10
ce name:original
ce testMap:{2=second, 1=first}
ce id after local variable change:10
ce name after local variable change:original
ce testMap after local variable change:{2=second, 1=first}
ce testMap after changing variable from accessor methods:{2=second, 1=first}

现在我们注释掉深拷贝的构造器，取消对浅拷贝构造器的注释。也对getTestMap()方法中的返回语句取消注释，返回实际的对象引用。然后再一次执行代码。

Performing Shallow Copy for Object initialization
true
true
ce id:10
ce name:original
ce testMap:{2=second, 1=first}
ce id after local variable change:10
ce name after local variable change:original
ce testMap after local variable change:{3=third, 2=second, 1=first}
ce testMap after changing variable from accessor methods:{3=third, 2=second, 1=first, 4=new}

从输出可以看出，HashMap的值被更改了，因为构造器实现的是浅拷贝，而且在getter方法中返回的是原本对象的引用。

如果我漏掉了某些细节，请指出。

更多阅读: 如果不可变类有许多成员，而其中一些是可选的，那么我们可以使用建造者模式(builder pattern)来创建不可变类。

原文链接： http://www.journaldev.com/129/how-to-write-an-immutable-class
翻译： ImportNew.com - 唐小娟
译文链接： http://www.importnew.com/7535.html