Question

如何创建不可变的Java类或对象

Answer 1

immutable Objects就是那些一旦被创建，它们的状态就不能被改变的Objects，每次对他们的改变都是产生了新的immutable的对象，而mutable Objects就是那些创建后，状态可以被改变的Objects.
举个例子：String和StringBuilder，String是immutable的，每次对于String对象的修改都将产生一个新的String对象，而原来的对象保持不变，而StringBuilder是mutable，因为每次对于它的对象的修改都作用于该对象本身，并没有产生新的对象。
但有的时候String的immutable特性也会引起安全问题，这就是密码应该存放在字符数组中而不是String中的原因！

immutable objects 比传统的mutable对象在多线程应用中更具有优势，它不仅能够保证对象的状态不被改变，而且还可以不使用锁机制就能被其他线程共享。

实际上JDK本身就自带了一些immutable类，比如String，Integer以及其他包装类。为什么说String是immutable的呢？比如：java.lang.String 的trim，uppercase,substring等方法，它们返回的都是新的String对象，而并不是直接修改原来的对象。

如何在Java中写出Immutable的类？

要写出这样的类，需要遵循以下几个原则：

1）immutable对象的状态在创建之后就不能发生改变，任何对它的改变都应该产生一个新的对象。

2）Immutable类的所有的属性都应该是final的。

3）对象必须被正确的创建，比如：对象引用在对象创建过程中不能泄露(leak)。

4）对象应该是final的，以此来限制子类继承父类，以避免子类改变了父类的immutable特性。

5）如果类中包含mutable类对象，那么返回给客户端的时候，返回该对象的一个拷贝，而不是该对象本身（该条可以归为第一条中的一个特例）

当然不完全遵守上面的原则也能够创建immutable的类，比如String的hashcode就不是final的，但它能保证每次调用它的值都是一致的，无论你多少次计算这个值，它都是一致的，因为这些值的是通过计算final的属性得来的！

Answer 2

不可变对象是指一个对象的状态在对象被创建之后就不再变化。不可变对象对于缓存是非常好的选择，因为你不需要担心它的值会被更改。

创建一个不可变类：
将类声明为final，所以它不能被继承；
将所有的成员声明为私有的，这样就不允许直接访问这些成员；
对变量不要提供setter方法；
将所有可变的成员声明为final，这样只能对它们赋值一次；
通过构造器初始化所有成员，进行深拷贝（deep copy）；
在getter方法中，不要直接返回对象本身，而是克隆对象，并返回对象的拷贝；

示例：

public final class Immutable {
private final int id;
private final String name;
private final HashMap map;

public int getId() {
return id;
}

public String getName() {
return name;
}

/**
* 可变对象的访问方法
*/
public HashMap getMap() {
return (HashMap) testMap.clone();
}

/**
* 实现深拷贝的构造器*/
public Immutable(int i, String n, HashMap hm){this.id=i;
this.name=n;
HashMap tempMap=new HashMap();
String key;
Iterator it = hm.keySet().iterator();
while(it.hasNext()){
key=it.next();
tempMap.put(key, hm.get(key));
}
this.map = tempMap;
}

}

不变模式有两种形式：弱不变模式和强不变模式。
弱不变模式，指类实例的状态是不可改变，但是这个类的子类的实例具有可能会变化的状态，要实现弱不变模式，一个类必须满足下面条件：
对象没有任何会修改对象状态的方法 ，这样一来当对象的构造函数将对象的状态初始化之后，对象的状态便不再改变；
属性都是私有的，以防客户端对象直接修改内部状态；
这个对象所引用的其他对象如果是可变的话，必须设法限制外界对这些可变对象的访问，以防止外界修改这些对象，尽量在不可变对象内部初始化这些被引用的对象，而不要在客户端初始化再传入到不可变对象内部来，如果某个可变对象必须在客户端初始化，然后再传入到不变对象里的话，就应当考虑在不可变对象初始化的时候，将这个可变对象进行拷贝。