Java中的不变对象

在开发过程中，我们经常会遇到“不可变对象”的需求，所谓不可变对象(Immutable Object)，顾名思义就是：对象一旦被创建后，对象所有的状态及属性在其生命周期内不会发生任何变化。
比如业务中有一个关于员工的定义：

public class Employee{
	private String SN;  // 员工号
	private String name;  // 员工姓名
	private Date birthday;  // 员工生日

	public Employee(String SN, String name, Date birthday){
		this.SN = SN;
		this.name = name;
		this.birthday = birthday;
	}

	public String getSN(){
		return SN;
	}

	public String getName(){
		return name;
	}

	public Date getBirthday(){
		return birthday;
	}
	
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
        Date birth = new Date();  
		Employee emp = new Employee("123", "John", birth);  
		System.out.println(emp.getBirthday());  
		Thread.sleep(1000);  
		birth.setTime(System.currentTimeMillis());  
		System.out.println(emp.getBirthday());  
		Thread.sleep(1000);  
		birth.setTime(System.currentTimeMillis());   
		System.out.println(emp.getBirthday());
    }  
}

运行结果：

Wed Aug 08 21:03:37 CST 2018
Wed Aug 08 21:03:38 CST 2018
Wed Aug 08 21:03:39 CST 2018

通常遵照以下几点来定义不可变对象：

• 所有成员变量必须是private
• 最好同时用final修饰(非必须)
• 不提供能够修改原有对象状态的方法
  • 最常见的方式是不提供setter方法
  • 如果提供修改方法，需要新创建一个对象，并在新创建的对象上进行修改
• 通过构造器初始化所有成员变量，引用类型的成员变量必须进行深拷贝(deep copy)
• getter方法不能对外泄露this引用以及成员变量的引用
• 最好不允许类被继承(非必须)

上面Employee类中的birthday属性，传入和传出的都是Date对象的引用，所以依然可以在类的外部通过引用对birthday的值进行修改。所以不可变类应该改成下面的样子

public class Employee{
	private String SN;  // 员工号
	private String name;  // 员工姓名
	private Date birthday;  // 员工生日

	public Employee(String SN, String name, Date birthday){
		this.SN = SN;
		this.name = name;
		//创建birthday的一个私有拷贝,
		//保护这个属性不受调用者对于原始birthday对象所做任何改变的影响
		this.birthday = (Date) birthday.clone();
	}

	public String getSN(){
		return SN;
	}

	public String getName(){
		return name;
	}
	//返回一个可变对象的一个保护性拷贝.调用者可以任意改变返回的Date对象,而不会影响类的内部.
	public Date getBirthday(){
		return(Date) birthday.clone();
	}
	
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
        Date birth = new Date();  
		Employee emp = new Employee("123", "John", birth);  
		System.out.println(emp.getBirthday());  
		Thread.sleep(1000);  
		birth.setTime(System.currentTimeMillis());  
		System.out.println(emp.getBirthday());  
		Thread.sleep(1000);  
		birth.setTime(System.currentTimeMillis());   
		System.out.println(emp.getBirthday());
    }  
}

运行结果：

Wed Aug 08 21:05:37 CST 2018
Wed Aug 08 21:05:37 CST 2018
Wed Aug 08 21:05:37 CST 2018

注：如果类中存在集合对象，可以通过JDK或Guava提供的方法创建不可变集合

• Collections.unmodifiableList(List<? extends T> list)
• ImmutableList.copyOf(list)