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。

 1 public class Period {

 2     private final Date start;

 3     private final Date end;

 4     

 5     public Period(Date start, Date end){

 6         if(start.compareTo(end) > 0){

 7             throw new IllegalArgumentException(start + " after " + end);

 8         }

 9         this.start = start;

10         this.end = end;

11     }

12 

13     public Date getStart() {

14         return start;

15     }

16 

17     public Date getEnd() {

18         return end;

19     }

20     

21     public static void main(String[] args) {

22         Date start = new Date();

23         Date end = new Date();

24         Period p = new Period(start, end);

25         end.setYear(78);//这里改变了外部引用指向的值

26         System.out.println(p.getStart());

27         System.out.println(p.getEnd());

28     }

29     

30     

31 

32 }

View Code

 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

 1 public Period(Date start, Date end){

 2          this.start = new Date(start.getTime());//把外部引用拷贝后再赋值

 3          this.end = new Date(start.getTime());

 4          if(start.compareTo(end) > 0){

 5              throw new IllegalArgumentException(start + " after " + end);

 6          }

 7  /*******************修改前代码如下*****************/

 8  //        if(start.compareTo(end) > 0){

 9  //            throw new IllegalArgumentException(start + " after " + end);

10  //        }

11  //        this.start = start;//不要被外部引用直接赋值

12  //        this.end = end;

13      }

View Code

 

 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

1 Date start = new Date();

2         Date end = new Date();

3         Period p = new Period(start, end);

4         System.out.println(p.getStart());

5         System.out.println(p.getEnd());

6         //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，

7         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

View Code

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

1 public Date getStart() {

2         return new Date(this.start.getTime());//正确做法:返回可变内部域的保护性拷贝

3         //return this.start;//错误做法：直接返回引用

4     }

5 

6     public Date getEnd() {

7         return new Date(this.end.getTime());//正确做法:返回可变内部域的保护性拷贝

8         //return this.end;//错误做法：直接返回引用

9     }

View Code

 

 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