不可變類__不可變類

不可變類

先來科普2個概念，可變類和不可變類。

1），不可變類的意思就是建立該類的執行個體後，該執行個體的執行個體變數是不可改變的。Java提供的8個封裝類和String類都是不可變類，當建立他們的執行個體後，其執行個體的執行個體變數是不

可改變的。

2），與不可變類對應的是可變類，可變類的含義是該類的執行個體變數是可變的。大部分時候所建立的類都是可變類，特別是JavaBean，因為總是在其執行個體變數提供了setter和

getter方法。

看下面的代碼：

Double d = new Double(6.5);String linkin = "LinkinPark";

上面的程式建立了一個Double對象和一個String對象，並為這兩個對象傳入了6.5和"LinkinPark"字串作為參數，那麼Double類和String類肯定需要提供執行個體變數來儲存這兩個

參數，但程式無法修改這兩個執行個體變數的值，因此Double類和String類沒有提供修改它們的方法。

如果需要建立自訂的不可變類，要遵守以下的規則：

1），使用private和final修飾該類的成員變數

2），提供帶參數的構造器，用於根據傳入參數來初始化該類的成員變數

3），僅為該類提供getter方法，不要提供setter方法，因為普通的方法不能改變這個類的屬性

4），如果有必要，重寫equals和hashcode方法。

/** * 不可變類 *  * @author LinkinPark *  *         <pre> *         1，屬性使用private final修飾 *         2，構造器對屬性賦值 *         3，只提供get方法，不提供set方法 *         4，如果有需要就重寫equals和hashCode方法 *         </pre> */public class LinkinPark{private final String name;private final Integer age;public LinkinPark(String name, Integer age){super();this.name = name;this.age = age;}public String getName(){return name;}public Integer getAge(){return age;}public static void main(String[] args){new LinkinPark("LinkinPark", 25);}}

與可變類相比，不可變類的執行個體在整個生命週期中永遠出於初始化階段，它的執行個體變數不可改變，因此對不可變類的執行個體的控制將更加簡單。

前面介紹final關鍵字時提到，當使用final修飾參考型別變數時，僅表示這個參考型別變數不可被重新賦值，但參考型別變數所指向的對象依然可以改變。

這就產生了一個問題，當建立一個不可變類時，如果它包含成員變數的類型是可變的，那麼其對象的成員變數的值依然是可變的，那這個不可變類其實是失敗的。

看下面的例子：

/** * 參考型別的變數導致不可變類失敗 *  * @author LinkinPark */public class LinkinPark{private final String name;private final Linkin linkin;public LinkinPark(String name, Linkin linkin){super();this.name = name;this.linkin = linkin;}public String getName(){return name;}public Linkin getLinkin(){return linkin;}@Overridepublic String toString(){return getClass().getSimpleName() + " [name=" + name + ", linkin=" + linkin + "]";}public static void main(String[] args){Linkin linkin = new Linkin();linkin.setName("NightWish1");linkin.setAge(25);LinkinPark linkinPark = new LinkinPark("LinkinPark", linkin);System.out.println(linkinPark);linkin.setAge(24);linkin.setName("NightWish2");System.out.println(linkinPark);// LinkinPark [name=LinkinPark, linkin=Linkin [name=NightWish1, age=25]]// LinkinPark [name=LinkinPark, linkin=Linkin [name=NightWish2, age=24]]}}class Linkin{private String name;private Integer age;public String getName(){return name;}public void setName(String name){this.name = name;}public Integer getAge(){return age;}public void setAge(Integer age){this.age = age;}@Overridepublic String toString(){return getClass().getSimpleName() + " [name=" + name + ", age=" + age + "]";}}

運行上面的代碼，我們也看到了，參考型別的變數導致我建立了一個失敗的不可變類。那應該要怎麼做呢。看下面代碼：

/** * 參考型別的變數導致不可變類失敗 * 所以要針對參考型別的變數做專門的處理 *  * <pre> * 1，構造器中不要直接使用傳入的參考型別變數，自己取值然後重新new一次 * 2，參考型別的變數用來儲存剛才那個初始化的對象 * 3，防止get方法直接返回剛才那個變數從而改變引用的那個對象，同樣的方式處理 * </pre> *  * @author LinkinPark */public class LinkinPark{private final String name;private final Linkin linkin;/** * @param name * @param linkin */public LinkinPark(String name, Linkin linkin){super();this.name = name;this.linkin = new Linkin(linkin.getName(), linkin.getAge());}public String getName(){return name;}public Linkin getLinkin(){return new Linkin(linkin.getName(), linkin.getAge());}@Overridepublic String toString(){return getClass().getSimpleName() + " [name=" + name + ", linkin=" + linkin + "]";}public static void main(String[] args){Linkin linkin = new Linkin("NightWish1", 25);LinkinPark linkinPark = new LinkinPark("LinkinPark", linkin);System.out.println(linkinPark);linkin.setAge(24);linkin.setName("NightWish2");System.out.println(linkinPark);// LinkinPark [name=LinkinPark, linkin=Linkin [name=NightWish1, age=25]]// LinkinPark [name=LinkinPark, linkin=Linkin [name=NightWish2, age=24]]}}class Linkin{private String name;private Integer age;public Linkin(String name, Integer age){super();this.name = name;this.age = age;}public String getName(){return name;}public void setName(String name){this.name = name;}public Integer getAge(){return age;}public void setAge(Integer age){this.age = age;}@Overridepublic String toString(){return getClass().getSimpleName() + " [name=" + name + ", age=" + age + "]";}}

緩衝執行個體的不可變類

不可變類的執行個體狀態不可改變，可以很方便的被多個對象所共用。如果程式經常需要使用相同的不可變執行個體，則應該考慮緩衝這種不可變類的執行個體。畢竟重複建立相同的對象沒

有太大的意義，而且加大系統開銷。如果可能，應該將已經建立的不可變類的執行個體進行緩衝。

緩衝是軟體設計中一個非常有用的模式，緩衝的實現方式也有很多種，不同的實現方式可能存在較大的效能差別，關於緩衝的效能問題和實現方式我會在後面的部落格中整理一個

分類，此處不做贅述。

OK，前面我已經使用了不可變類LinkinPark，現在我自己用一個數組寫一個緩衝池，從而實現一個緩衝LinkinPark執行個體的緩衝池。

當然也可以直接在LinkinPark類中寫緩衝，這樣子將實現一個緩衝自己執行個體的不可變類。

public class LinkinParkCache{// 定義一個數組+一個下標+數組最大容量private static int POS_INDEX = 0;private static final int MAX_SIZE = 10;private static final LinkinPark[] cache = new LinkinPark[MAX_SIZE];// 定義一個name標示用來重寫hashCode方法private final String name;private LinkinParkCache(String name){this.name = name;}public String getName(){return name;}public static LinkinPark valueOf(String name){// 1，迴圈擷取緩衝的執行個體for (int i = 0; i < cache.length; i++){if (cache[i] != null && cache[i].getName().equals(name)){return cache[i];}}// 2，迴圈結束後沒有找見執行個體，則向緩衝中添加if (POS_INDEX == MAX_SIZE){cache[0] = new LinkinPark(name, new Linkin("LinkinPark", 25));POS_INDEX = 1;}else{cache[POS_INDEX++] = new LinkinPark(name, new Linkin("LinkinPark", 25));}return cache[POS_INDEX - 1];}@Overridepublic boolean equals(Object obj){if (this == obj){return true;}if (obj != null && obj.getClass() == this.getClass()){LinkinPark linkinPark = (LinkinPark) obj;return linkinPark.getName().equals(this.getName());}return false;}@Overridepublic int hashCode(){return name.hashCode();}public static void main(String[] args){LinkinPark linkin = LinkinParkCache.valueOf("林肯的緩衝池");LinkinPark linkinPark = LinkinParkCache.valueOf("林肯的緩衝池");// 下面代碼輸出true，使用了緩衝System.out.println(linkin == linkinPark);}}/** * 不可變類 *  * @author LinkinPark */class LinkinPark{private final String name;private final Linkin linkin;public LinkinPark(String name, Linkin linkin){super();this.name = name;this.linkin = new Linkin(linkin.getName(), linkin.getAge());}public String getName(){return name;}public Linkin getLinkin(){return new Linkin(linkin.getName(), linkin.getAge());}@Overridepublic String toString(){return getClass().getSimpleName() + " [name=" + name + ", linkin=" + linkin + "]";}public static void main(String[] args){Linkin linkin = new Linkin();linkin.setName("NightWish1");linkin.setAge(25);LinkinPark linkinPark = new LinkinPark("LinkinPark", linkin);System.out.println(linkinPark);linkin.setAge(24);linkin.setName("NightWish2");System.out.println(linkinPark);// LinkinPark [name=LinkinPark, linkin=Linkin [name=NightWish1, age=25]]// LinkinPark [name=LinkinPark, linkin=Linkin [name=NightWish1, age=25]]}}/** * 不可變類中的參考型別變數的定義 *  * @author LinkinPark */class Linkin{private String name;private Integer age;public Linkin(){super();}public Linkin(String name, Integer age){super();this.name = name;this.age = age;}public String getName(){return name;}public void setName(String name){this.name = name;}public Integer getAge(){return age;}public void setAge(Integer age){this.age = age;}@Overridepublic String toString(){return getClass().getSimpleName() + " [name=" + name + ", age=" + age + "]";}}