不可变对象 -final-unmodifiableX

一.什么是不可变对象

　　不可变对象：有一种对象只要它发布了就是安全的，它就是不可变对象。

　　一个不可变对象需要满足的条件：1.对象创建后其状态不能修改。

　　　　　　　　　　　　　　　　　2.对象所有的域都是final类型。

　　　　　　　　　　　　　　　　　3.对象是正确创建的。（对象创建期间，this引用没有逸出）

二.如何创建一个不可变对象

（1）自己定义
这里可以采用的方式包括：
1、将类声明为final，这样它就不能被继承。
2、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。
3、对变量不提供set方法，将所有可变的成员声明为final，这样就只能赋值一次。通过构造器初始化所有成员进行深度拷贝。
4、在get方法中不直接返回对象的本身，而是克隆对象，返回对象的拷贝。

（2）使用Java中提供的Collection类中的各种unmodifiable开头的方法
（3）使用Guava中的Immutable开头的类

 三.final关键字的使用

final关键字可以修饰类、修饰方法、修饰变量。

    1.修饰类：类不能被继承。
    基础类型的包装类都是final类型的类。final类中的成员变量可以根据需要设置为final，但是要注意的是，final类中的所有成员方法都会被隐式的指定为final方法。
    2.修饰方法：
    (1)把方法锁定，以防任何继承类修改它的含义。
    (2)效率：在早期的java实现版本中，会将final方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大，可能看不见效果。一个private方法会被隐式的指定为final方法。
    3.修饰变量：
    基本数据类型变量，在初始化之后，它的值就不能被修改了。如果是引用类型变量，在它初始化之后便不能再指向另外的对象。

　　

 从上图我们可见，
（1）对一个被final修饰的变量（Integer a、String b）被赋值时在编译过程中就出现了错误。
（2）（map）在重新被指向一个新的map对象的时候也出现了错误。
那么对被定义为final的map进行赋值呢？我们单独运行map.put(1,3)语句，结果是可以的。被final修饰的引用类型变量，虽然不能重新指向，但是可以修改,这一点尤为要注意。

（3）当final修饰方法的参数时：同样也是不允许在方法内部对其修改的。

四.Java:unmodifiable相关方法

使用Java的Collection类的unmodifiable相关方法，可以创建不可变对象。unmodifiable相关方法包含：Collection、List、Map、Set….

 举个例子：

public class ImmutableExample {

    private static Map<Integer, Integer> map = Maps.newHashMap();

    static {
        map.put(1, 2);
        map.put(3, 4);
        map.put(5, 6);
        map = Collections.unmodifiableMap(map);
    }

    public static void main(String[] args) {
        map.put(1, 3);
        log.info("{}", map.get(1));
    }

}

 上面程序的执行结果为：在map.put（1，3）操作的位置抛出了异常。由此可见map对象已经成为不可变对象。

 

 那么unmodifiable相关类的实现原理是什么呢？我们查看一下Collections.unmodifiableMap的源码：

public static <K,V> Map<K,V> unmodifiableMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        return new UnmodifiableMap<>(m);
}
private static class UnmodifiableMap<K,V> implements Map<K,V>, Serializable {
    ...
    public V put(K key, V value) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    ...
}

 Collections.unmodifiableMap在执行时，将参数中的map对象进行了转换，转换为Collection类中的内部类 UnmodifiableMap对象。而 UnmodifiableMap对map的更新方法（比如put、remove等）进行了重写，均返回UnsupportedOperationException异常，这样就做到了map对象的不可变。