JAVA中如何写一个不可变类

Effective Java 第39条中提到：必要时进行保护性拷贝

 

书中给到的一个例子，总结一句就是：成员变量不要被外部引用直接赋值，而是拷贝之后的赋值。具体看下面例子。

public class Period {
    private final Date start;
    private final Date end;
    
    public Period(Date start, Date end){
        if(start.compareTo(end) > 0){
            throw new IllegalArgumentException(start + " after " + end);
        }
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    public Date getStart() {
        return start;
    }

    public Date getEnd() {
        return end;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Date start = new Date();
        Date end = new Date();
        Period p = new Period(start, end);
        end.setYear(78);//这里改变了外部引用指向的值
        System.out.println(p.getStart());
        System.out.println(p.getEnd());
    }
    
    

}

 从代码中我们可以看到，成员变量是被final修饰的，值是不可变的，且只有一个构造函数初始化它们的值，而构造函数里面又有对start,end这两个进行判断，即不让end<start。
但是，构造函数中，对成员变量被外部引用直接赋值。因为传入的是引用，所以这个被final修饰的成员变量的值，不变的是引用，但是这个外部引用所指向的值还是可变的。

从代码25行可以看出，外部引用指向的值被修改了，而成员变量end与外部引用end都是指向同一个内存的，所以成员变量end指向的值也变了。我们就可以很简单的把end<start。

这样代码就出现了bug.

解决这个BUG的方法就是：把外部引用拷贝之后赋值

代码修改如下

public Period(Date start, Date end){
         this.start = new Date(start.getTime());//把外部引用拷贝后再赋值
         this.end = new Date(start.getTime());
         if(start.compareTo(end) > 0){
             throw new IllegalArgumentException(start + " after " + end);
         }
 /*******************修改前代码如下*****************/
 //        if(start.compareTo(end) > 0){
 //            throw new IllegalArgumentException(start + " after " + end);
 //        }
 //        this.start = start;//不要被外部引用直接赋值
 //        this.end = end;
     }

 

 改到这里，还有一个问题。我们还把成员变量的引用通过getter直接暴露出来了。这还是会出现问题

因为我们还可以通过getter获取成员变量的引用，再去改变它内部的值

代码如下

Date start = new Date();
        Date end = new Date();
        Period p = new Period(start, end);
        System.out.println(p.getStart());
        System.out.println(p.getEnd());
        //通过上面的改造，我们已经不能通过改变end.setYear();去影响成员变量的值了，但是下面这句还是可以改变成员变量的值，
        p.getStart().setYear(88);//这里getter返回的是一个引用，我们可以通过引用去改变成员变量的值

解决这个BUG的方法 就是：getter返回可变内部域的保护性拷贝

把getter做如下修改即可

public Date getStart() {
        return new Date(this.start.getTime());//正确做法:返回可变内部域的保护性拷贝
        //return this.start;//错误做法：直接返回引用
    }

    public Date getEnd() {
        return new Date(this.end.getTime());//正确做法:返回可变内部域的保护性拷贝
        //return this.end;//错误做法：直接返回引用
    }

 

 总结：

 1）对于赋值，我们不要把外部引用直接赋值给成员变量

 2）对于getter，我们不要把成员变量的引用直接返回