如何在 Java 中創(chuàng)建不可變對(duì)象？我以前以為所有對(duì)象都是不可變的，因?yàn)槿绻愀淖円粋€(gè) String 實(shí)例的內(nèi)容，它總是會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 String 對(duì)象并指向該對(duì)象。但后來(lái)我發(fā)現(xiàn)，String 是一個(gè)特殊的類，它被特別設(shè)計(jì)為Immutable，因?yàn)樗?jīng)常被cache。顯然，你不能緩存任何不恒定的東西，這就是為什么 String 在 Java 中是不可變的原因。但這鼓勵(lì)我學(xué)習(xí)更多有關(guān) Java 中Immutable和Mutable類的知識(shí)，以及如何在 Java 中創(chuàng)建自定義的Immutable。

在本文中，我不僅將分享在 Java 中Immutable的步驟，還將討論可變對(duì)象與不可變對(duì)象及其優(yōu)缺點(diǎn)。這也是一個(gè)常見(jiàn)的 String 面試問(wèn)題 ，Java 開(kāi)發(fā)人員也應(yīng)該意識(shí)到這一點(diǎn)。  

Java 中的可變類和不可變類是什么？

在 Java 中，可變類和不可變類的概念指的是對(duì)象創(chuàng)建后其狀態(tài)是否可以更改?？勺冾愂侵笇?shí)例創(chuàng)建后可以修改的類，而不可變類一旦創(chuàng)建就不能改變其狀態(tài)。

可變對(duì)象的狀態(tài)可以通過(guò)修改其字段或?qū)傩缘姆椒▉?lái)改變。例如，StringBuilder 和 ArrayList 都是可變類。例如，你可以add、delete或modify StringBuilder 或 ArrayList 中的元素。

StringBuilder mutableString = new StringBuilder("Hello");

mutableString.append(", World!"); // Mutable operation

System.out.println(mutableString.toString()); // Outputs: Hello, World!

不可變類是指實(shí)例創(chuàng)建后不可修改的類。不可變對(duì)象的狀態(tài)在創(chuàng)建過(guò)程中就已設(shè)定，創(chuàng)建后無(wú)法更改。例如，String 和 Integer 就是不可變類的例子。一旦創(chuàng)建了 String 對(duì)象，就不能更改其中包含的字符。

String immutableString = "Hello";


// Immutable operation - returns a new String,
// but doesn't modify the original

immutableString.concat(", World!"); 

System.out.println(immutableString); // Outputs: Hello

因此，你現(xiàn)在應(yīng)該知道，不可變對(duì)象就是其內(nèi)容不可以更改的對(duì)象。所有字段都是final字段的類，或者所有字段都是private字段且沒(méi)有構(gòu)造器的類就是幾個(gè)例子。由于這些字段都是final字段或private字段，因此永遠(yuǎn)無(wú)法從外部更改。這使得它們不可變。

另一方面，可變類允許更改其內(nèi)容。例如，帶有非final字段或帶有構(gòu)造器的private字段的類。由于外部代碼可以更改類的內(nèi)容，因此該類是可變的。

不可變類（如 String）也可以被緩存，在 Java 中，String 被緩存在一個(gè)特殊的 String 池中，這主要是為了節(jié)省內(nèi)存，并允許重復(fù)使用 String 字面量：

如何在 Java 中創(chuàng)建不可變類？

既然我們已經(jīng)知道什么是 Java 中的可變類和不可變類，那么現(xiàn)在就來(lái)了解一下如何編寫不可變類，以及編寫不可變類與創(chuàng)建可變類有什么不同。唯一的區(qū)別在于如何編寫。

下面是一個(gè)不可變類的示例：

public class CustomImmutableClass {

    public final String customString = ""; //field is final, so it cannot be changed

    private int customInt = 0; //field is private and has no setter, so it cannot be changed

    public int getCustomInt() {

        return customInt;  //CustomInt can be retrieved, but not set.

    }
}

這是可變類的示例：

public class CustomMutableClass {
    public String customString = ""; //field is NOT final, so it CAN be changed

    private int customInt = 0; //field is private and has a setter, so it CAN be changed

    public int getCustomInt() {

        return customInt;  //CustomInt can be retrieved
    }

    public void setCustomInt(int customInt) {

        this.customInt = customInt; //customInt can be set
    }

}

不可變類應(yīng)被標(biāo)記為 final 類，這樣它們就不能被擴(kuò)展，但僅僅使類成為 final 類并不能使其成為不可變類，尤其是當(dāng)它可能泄漏狀態(tài)（如返回一個(gè)非 final 的對(duì)象和狀態(tài)的一部分）時(shí)。此外，擁有公共的 final 字段也是一種不好的形式。

字符串是不可變的，而大多數(shù)對(duì)象不是。無(wú)論何時(shí)使用突變器方法（setSomething 或 addSomething）

返回 void 的對(duì)象很可能是可變的。一個(gè)突出的例子就是 ArrayList。

要使對(duì)象不可變，請(qǐng)確保它們只有非數(shù)組的final字段（在 Java 中數(shù)組總是可變的），并且所有字段類型也只有final字段。如果不允許訪問(wèn)/更改字段，就可以使用非final字段，但這并不容易推理（但大多數(shù)情況下比較容易）。

Java 中不可變對(duì)象與可變對(duì)象的區(qū)別

以下是 Java 中可變類和不可變類之間的一些主要區(qū)別：

1. 修改

可變對(duì)象在創(chuàng)建后可以修改，但不可變對(duì)象在創(chuàng)建后不能修改。

2. 線程安全可變對(duì)象不是線程安全的，如果在多線程環(huán)境中使用，可能需要同步以避免數(shù)據(jù)損壞。另一方面，不可變對(duì)象通常是線程安全的，因?yàn)闋顟B(tài)不能更改并且可以在多個(gè)線程之間安全共享。 

3. 狀態(tài)更改可變對(duì)象允許更改狀態(tài)，但不可變對(duì)象的狀態(tài)在創(chuàng)建時(shí)是固定的。

4. 使用案例當(dāng)你需要經(jīng)常修改對(duì)象，或想表示狀態(tài)會(huì)隨時(shí)間變化的實(shí)體時(shí)，可變對(duì)象就派上用場(chǎng)了。而不可變對(duì)象則適用于需要確保對(duì)象狀態(tài)保持不變或需要線程安全的情況。

5. 性能由于直接修改狀態(tài)，可變對(duì)象在某些場(chǎng)景下可以具有更好的性能，但不可變對(duì)象可能涉及創(chuàng)建新對(duì)象，可能會(huì)影響性能，但在安全性和簡(jiǎn)單性方面具有優(yōu)勢(shì)。

總結(jié)

這就是Java 中的不可變類和可變類的全部?jī)?nèi)容。 本文不僅介紹了什么是可變類和不可變類，還介紹了它們之間的區(qū)別。在可變類和不可變類之間做出選擇，取決于程序的具體要求和所需對(duì)象的特性。不可變類通常是并發(fā)或多線程環(huán)境中的首選，可以簡(jiǎn)化對(duì)對(duì)象狀態(tài)的推理。

以上就是一文詳解Java中的可變對(duì)象(Mutable)與不可變對(duì)象(Immutable)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java可變對(duì)象與不可變對(duì)象的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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