Java的不變類

不變類的意思就是不會發生變化的類，就是當類的執行個體被建立後，狀態不會發生變化的類。

 

舉個例子：如果人是一個class，那麼我們中的每一個都是人這個類的具體的instance，如果人這個類只有一個狀態就是生身父母，那麼它就是一個不變類，因為每一個人在出生的那一刹那，生身父母就已經被設定了值，而且終生都不會發生變化。

不變類有什麼好處呢？

1）  不變類是安全執行緒的，由於不變類的狀態在建立以後不再發生變化，所以它可以線上程之間共用，而不需要同步。

2）  不變類的instance可以被reuse

 

建立類的執行個體需要耗費CPU的時間，當這個執行個體不再被引用時，將會被記憶體回收掉，這時候，又需要耗費CPU的時間。對於不變類而言，一個好處就是可以將常用的執行個體進行緩衝，從而減少了對象的建立。舉個例子，對於布爾型，最常用的便是true and false。JDK中的Boolean類就是一個不變類，並且對這兩個執行個體進行了緩衝。

public final class Boolean implements java.io.Serializable{

    /**

     * The <code>Boolean</code> object corresponding to the primitive

     * value <code>true</code>.

     */

    public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);

    /**

     * The <code>Boolean</code> object corresponding to the primitive

     * value <code>false</code>.

     */

public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);

// 這個方法不會建立新的對象，而是重用已經建立好的instance

  public static Boolean valueOf(boolean b) {

        return (b ? TRUE : FALSE);

}

}
3）  不變類的某些方法可以緩衝計算的結果

hashCode這個方法來自於Object這個類，這個方法用來返回對象的hashCode,主要用於將對象放置到hashtable中時，來確定這個對象的儲存位置。對於一個不變類的執行個體，它的hashCode也是不變的，所以就可以緩衝這個計算的結果，來提高效能，避免不必要的運算，JDK中的String類就是一個例子。

public final class String{

       /** Cache the hash code for the string */

private int hash; // Default to 0

      public int hashCode() {

int h = hash;

if (h == 0) {

       // compute the value

            hash = h; // cache the value
       }
        return h;
    }
}

在JDK中， String, the primitive wrapper classes, and BigInteger and BigDecimal都是不變類。

如果一個類是不變類，這個類是不是就不能有改變狀態的方法呢？

答案當然是否定的，String是一個不變類，仍然有replace，replaceAll這樣的方法，而String仍然是一個不變類，那是因為在這些改變狀態的方法中，每次都是新建立一個String對象。

如果大家理解了不變類，那也就不難理解為什麼在做String的concatenate時，應當用StringBuffer而不是用+的操作符。

如何正確使用String呢?

1）  不要用new去建立String對象。

如果使用new去建立String，那麼每次都會建立一個新對象。

    public static void main(String[] args) {

        String A1 = "A";

        String A2 = "A";  // It won't create a new object

        checkInstance(A1, A2);  // Result:  They are same instances

        String B1 = new String("A"); // create a new object

        String B2 = new String("A"); // creat a new object

        checkInstance(B1, B2); // Result:  They are different instances

    }

    private static void checkInstance(String a1, String a2) {

        if (a1 == a2) {

            System.out.println("They are same instances");

        } else {

            System.out.println("They are different instances");

        }

    }

2）  應當用StringBuffer來做串連操作

因為String是一個不變類，那麼在做串連操作時，就會建立臨時對象來儲存中間的運算結果，而StringBuffer是一個mutable class,這樣就不需要建立臨時的對象來儲存結果，從而提高了效能。