Effective Java —— 保护性拷贝

保护性拷贝


假设类的客户端会尽期所能来破坏这个类的约束条件,因此你必须保护性地设计程序。

                                                                                                                               ——摘自《Effective Java》

示例:

现在考虑下面的类,它声称可以表示一段不可变的时间周期。(周期的起始时间(start)不能在结束时间(end)之后)

// 声称表示一段不可变的时间周期
final class Period {
	private final Date start;
	private final Date end;
	
	public Period(Date start, Date end) {
		// 约束条件:周期的起始时间(start)不能在结束时间(end)之后
		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;
	}
}

乍一看,这个类似乎是不可变的,并且强加了结束条件:周期的起始时间(start)不能在结束时间(end)之后。然而,由于Date类本身是可变的,因此很容易违反了这个约束条件:

public class ProtectiveCopy {
	public static void main(String[] args) {
		Date start = new Date();
		Date end = new Date();
		Period p = new Period(start, end);
		end.setYear(78); // 引用传递带来的问题,结束时间被修改了,比开始时间还要早。
		System.out.println("start:" + p.getStart());
		System.out.println("end:" + p.getEnd());
	}
}

为了保护Period实例的内部信息避免受到这种攻击,对于构造器的每个可变参数进行保护性拷贝是必要的,并且使用备份对象作为Period实例的组件,而不使用原始的对象:

public Period(Date start, Date end) {
		this.start = new Date(start.getTime());
		this.end = new Date(end.getTime());
		// 约束条件:周期的起始时间(start)不能在结束时间(end)之后
		if (start.compareTo(end) > 0) 
			throw new IllegalArgumentException(start + "after" + end);
	}

采用这种方法,上述的问题就不存在了。但问题还没有解决。(注意:我们没有用Date的clone方法来进行保护性拷贝。因为Date是非final的,不能保证clone方法一定返回类为java.util.Date的对象:它有可能返回专门出于恶意的目的而设计的不可信子类的实例)

public class ProtectiveCopy {
	public static void main(String[] args) {
		Date start = new Date();
		Date end = new Date();
		Period p = new Period(start, end);
		p.getEnd().setYear(78); //由于还是引用传递把private暴露,结束时间被修改了,比开始时间还要早。
		System.out.println("start:" + p.getStart());
		System.out.println("end:" + p.getEnd());
	}
}

为了防御第二种攻击,只需要修改这两个访问方法,使它返回可变内部域的保护性拷贝即可:

public Date getStart() {
		return new Date(start.getTime());
	}

	public Date getEnd() {
		return new Date(end.getTime());
	}

采用了新的构造器和新的访问方法之后,Period真正是不可变的了。


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