不可變類（Immutable Class）：所謂的不可變類是指這個類的實例一旦創建完成后，就不能改變其成員變量值。如JDK內部自帶的很多不可變類：Interger、Long和String等。
可變類（Mutable Class）：相對于不可變類，可變類創建實例后可以改變其成員變量值，開發中創建的大部分類都屬于可變類。
不可變類的特性對JAVA來說帶來怎樣的好處？
1）線程安全：不可變對象是線程安全的，在線程之間可以相互共享，不需要利用特殊機制來保證同步問題，因為對象的值無法改變。可以降低并發錯誤的可能性，因為不需要用一些鎖機制等保證內存一致性問題也減少了同步開銷。
2）易于構造、使用和測試。
不可變類的設計原則
如何在Java中寫出Immutable的類？要寫出這樣的類，需要遵循以下幾個原則：
1）immutable對象的狀態在創建之后就不能發生改變，任何對它的改變都應該產生一個新的對象。
2）Immutable類的所有的成員都應該是private final的。通過這種方式保證成員變量不可改變。但只做到這一步還不夠，因為如果成員變量是對象，它保存的只是引用，有可能在外部改變其引用指向的值，所以第5點彌補這個不足
3）對象必須被正確的創建，比如：對象引用在對象創建過程中不能泄露。4）只提供讀取成員變量的get方法，不提供改變成員變量的set方法，避免通過其他接口改變成員變量的值，破壞不可變特性。
5）類應該是final的，保證類不被繼承，如果類可以被繼承會破壞類的不可變性機制，只要繼承類覆蓋父類的方法并且繼承類可以改變成員變量值，那么一旦子類以父類的形式出現時，不能保證當前類是否可變。
6）如果類中包含mutable類對象，那么返回給客戶端的時候，返回該對象的一個深拷貝，而不是該對象本身（該條可以歸為第一條中的一個特例）
如果將構造器傳入的對象直接賦值給成員變量，還是可以通過對傳入對象的修改進而導致改變內部變量的值。例如：
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public final class ImmutableDemo { private final int[] myArray; public ImmutableDemo(int[] array) { this.myArray = array; // wrong } } |
這種方式不能保證不可變性，myArray和array指向同一塊內存地址，用戶可以在ImmutableDemo之外通過修改array對象的值來改變myArray內部的值。為了保證內部的值不被修改，可以采用深度copy來創建一個新內存保存傳入的值。正確做法：
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public final class MyImmutableDemo { private final int[] myArray; public MyImmutableDemo(int[] array) { this.myArray = array.clone(); } } |
String類的不可變實現
String對象在內存創建后就不可改變，不可變對象的創建一般滿足以上原則，我們看看String代碼是如何實現的。
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public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence{ private final char value[]; /** The value is used for character storage. */ /** The offset is the first index of the storage that is used. */ private final int offset; /** The count is the number of characters in the String. */ private final int count; private int hash; // Default to 0 .... public String(char value[]) { this.value = Arrays.copyOf(value, value.length); // deep copy操作 } public char[] toCharArray() { char result[] = new char[value.length]; System.arraycopy(value, 0, result, 0, value.length); return result; } ...} |
如代碼所示，可以觀察到String類的設計符合上面總結的不變類型的設計原則。雖然String對象將value設置為final，并且還通過各種機制保證其成員變量不可改變。但是還是可以通過反射機制改變其值。例如：
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String s = "Hello World"; //創建字符串"Hello World"， 并賦給引用sSystem.out.println("s = " + s); //獲取String類中的value字段Field valueFieldOfString = String.class.getDeclaredField("value");valueFieldOfString.setAccessible(true); //改變value屬性的訪問權限char[] value = (char[]) valueFieldOfString.get(s);value[5] = '_'; //改變value所引用的數組中的第5個字符System.out.println("s = " + s); //Hello_World打印結果為：s = Hello Worlds = Hello_World |
發現String的值已經發生了改變。也就是說，通過反射是可以修改所謂的“不可變”對象的。
不可變類是實例創建后就不可以改變成員遍歷的值。這種特性使得不可變類提供了線程安全的特性，但同時也帶來了對象創建的開銷，每更改一個屬性都是重新創建一個新的對象。JDK內部也提供了很多不可變類如Integer、Double、String等。String的不可變特性主要為了滿足常量池、線程安全、類加載的需求。合理使用不可變類可以帶來極大的好處。
以上所述是小編給大家介紹的Java不可變類機制淺析，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問歡迎給我留言，小編會及時回復大家的！
原文鏈接：http://blog.csdn.net/fuzhongmin05/article/details/54880139
