Java并发编程之不可变对象

不可变对象条件

对象需要满足一下三个条件才是不可变对象：

1、对象创建以后其状态就不能修改

2、对象所有域都是final类型

3、对象是正确创建的（对象在创建期间，this引用没有溢出）

简而言之就是将类声明为final，将所有的成员声明为私有的，对变量不提供set方法。将所有可变的成员声明为final。在get方法中不返回对象本身，而是克隆对象的拷贝。（可参考String类）。

final关键字

final关键字可修饰类、方法和变量。在修饰类时，这个类是不允许被继承。final类中的方法会被隐式的被指定为final方法。修饰方法是为了锁定方法不被继承类修改，即final方法不允许被修改，一个类的private方法会被隐式指定为final类型。final修饰变量可分为两种情况。一、修饰基本数据类型时，一旦被final修饰，这个变量的数值就不能被修改了。二、修饰引用类型变量时，则是让它在初始化之后就不能指向其他对象（可修改该引用变量的成员变量）。例如：

@Slf4j
public class ImmutableExample1 {

    private final static Integer a = 1;
    private final static String b = "2";
    private final static Map map = new HashMap();

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

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

虽然map声明为final对象，但是依然可以往里放入键值对。

 

Java提供常见不可变对象

Collections.unmodifiableXXX:Collection、List、Set、Map等。

@Slf4j
public class ImmutableExample2 {

    private static Map 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));
    }

}

执行结果如下：

发现执行结果为抛出异常信息，不允许被修改。我们可以用这个方法来修饰不可变的集合对象。

查看源码的主要方法实现：

public class Collections {
    // Suppresses default constructor, ensuring non-instantiability.
        private Collections() {
        }

        private final Map m;

        UnmodifiableMap(Map m) {
            if (m==null)
                throw new NullPointerException();
            this.m = m;
        }

        ... ...

        public V put(K key, V value) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }
        public V remove(Object key) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }
        public void putAll(Map m) {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }
        public void clear() {
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

        ... ...

}

其实就是将put方法等直接抛出异常，防止修改。

 

其他工具提供的不可变对象

Googel常用的工具包Guava同样也提供了很多不可变对象的方法如 ImmutableXXX：Collection、List、Set、Map等。