Java 为什么我们需要不可变类？

我无法获得需要不可变类的场景。

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你有没有遇到过这样的要求？或者你能给我们举一个我们应该使用这种模式的真实例子吗。

Java实际上是一个完整的参考。有时一个实例被多次引用。如果您更改这样一个实例，它将反映到它的所有引用中。有时，您根本不希望使用此功能来提高健壮性和线程安全性。然后，一个不可变类很有用，这样就可以强制创建一个新的实例，并将其重新分配给当前引用。这样，其他引用的原始实例保持不变

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想象一下，如果字符串是可变的，Java会是什么样子。

哈希映射就是一个典型的例子。映射的键必须是不可变的。如果键不是不可变的，并且您更改了键上的一个值，使得hashCode（）将产生一个新值，则映射现在被破坏（键现在位于哈希表中的错误位置）。

不可变类通常更易于设计、实现和正确使用。一个例子是String： java .Lang.String 的实现明显比C++中的<>代码：ST::String 简单，主要是因为它的不可更改性。 不可变的一个特别重要的方面是并发性：不可变的对象可以在多个线程之间安全地共享，而可变的对象必须通过仔细的设计和实现使线程安全-通常这不是一项简单的任务

更新：详细解决此问题-请参见第15项：最小化可变性

另见这些相关员额：

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从本质上讲，我们不需要不可变的类，但它们确实可以使一些编程任务变得更容易，特别是当涉及多个线程时。访问不可变对象不必执行任何锁定，您已经确定的关于此类对象的任何事实在将来都将继续适用。

Joshua Bloch的《有效Java》概述了编写不可变类的几个原因：

• 简单性-每个类仅处于一种状态
• 线程安全-由于状态无法更改，因此不需要同步
• 以不变的风格编写代码可以产生更健壮的代码。想象一下，如果字符串不是不可变的；任何返回字符串的getter方法都需要实现在返回字符串之前创建防御副本，否则客户端可能会意外或恶意破坏对象的状态

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一般来说，最好的做法是使对象不可变，除非结果导致严重的性能问题。在这种情况下，可变生成器对象可用于构建不可变对象，例如StringBuilder。不可变的原因有很多：

• 线程安全：不可变对象不能更改，其内部状态也不能更改，因此无需同步
• 它还保证我通过（网络）发送的内容必须与之前发送的内容处于相同的状态。这意味着没有人（窃听者）可以来我的不可变集合中添加随机数据
• 开发起来也比较简单。如果对象是不可变的，则可以保证不存在子类。例如，一个

  字符串
  类

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因此，如果您希望通过网络服务发送数据，并且您希望有一种感觉，即保证您的结果与发送的结果完全相同，请将其设置为不可变。

让我们看一个极端情况：整数常量。如果我写了一个像“x=x+1”这样的语句，我想成为100%的知己，无论程序中其他地方发生了什么，数字“1”都不会以某种方式变成2

整数常量不是一个类，但概念是一样的。假设我写：

String customerId=getCustomerId();
String customerName=getCustomerName(customerId);
String customerBalance=getCustomerBalance(customerid);

看起来很简单。但是，如果字符串不是不可变的，那么我必须考虑GETCuffError可以改变客户ID的可能性，这样当我调用GETCuuleStalk时，我就得到了不同客户的余额。现在你可能会说，“为什么有人编写getCustomerName函数让它更改id？这毫无意义。”但这正是你可能遇到麻烦的地方。编写上述代码的人可能会认为函数不会更改参数是显而易见的。然后，有人不得不修改该功能的另一个用途，以处理客户拥有多个同名帐户的情况。他说，“哦，这是一个方便的getCustomer name函数，它已经在查找名称了。我会让它自动将id更改为下一个同名帐户，并将其放入循环…”然后你的程序神秘地开始不工作。那会是一种糟糕的编码风格吗？可能但在副作用不明显的情况下，这恰恰是一个问题

不变性仅仅意味着某类对象是常量，我们可以将它们视为常量

（当然，用户可以为变量指定不同的“常量对象”。有人可以编写 字符串s=“hello”； 然后再写 s=“再见”；

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除非我将变量设为final，否则我无法确定它是否在我自己的代码块中没有被更改。就像整数常量一样，我可以确保“1”始终是相同的数字，但不是“x=1”永远不会通过写入“x=2”而被更改但是我可以告诉你，如果我有一个不可变对象的句柄，我传递给它的任何函数都不能对我进行更改，或者如果我复制了两个副本，对保存一个副本的变量的更改不会更改另一个副本。等等。

其他答案似乎过于侧重于解释为什么不可变性是好的。它非常好，我使用了它无论何时

public class Scratchpad {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SomeData sd = new SomeData("foo");
        System.out.println(sd.data); //prints "foo"
        voodoo(sd, "data", "bar");
        System.out.println(sd.data); //prints "bar"
    }

    private static void voodoo(Object obj, String fieldName, Object value) throws Exception {
        Field f = SomeData.class.getDeclaredField("data");
        f.setAccessible(true);
        Field modifiers = Field.class.getDeclaredField("modifiers");
        modifiers.setAccessible(true);
        modifiers.setInt(f, f.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
        f.set(obj, "bar");
    }
}

class SomeData {
    final String data;
    SomeData(String data) {
        this.data = data;
    }
}

class Person {
    public string getName() { ... }
    public void registerForNameChange(NameChangedObserver o) { ... }
}

void foo(Person p) {
    p.getName().prepend("Mr. ");
}