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在Java中什么是不可变对象_Java设计思想解析

P粉602998670

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发布时间:2026-01-19 13:21:10

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来源于php中文网

原创

不可变对象的核心判断标准是其所有public可访问状态在构造完成后无法被外部修改。这取决于是否可通过公开方法或引用路径改变逻辑状态,而非仅字段是否final;String不可变而StringBuilder不可变,因后者append()会修改内部数组内容。

在java中什么是不可变对象_java设计思想解析

不可变对象的核心判断标准

一个Java对象是否不可变,关键看它的所有public可访问状态在构造完成后是否**无法被外部修改**。这不取决于字段是否用final修饰,而在于能否通过任何公开方法或引用路径改变其逻辑状态。比如String是不可变的,但StringBuilder不是——哪怕它内部也用了final char[],因为append()等方法会修改数组内容。

如何手写一个真正不可变的类

要确保不可变性,必须同时满足几个硬性条件:

  • 类声明为final(防止子类覆写行为)
  • 所有字段声明为private final
  • 构造器完成全部初始化,且不泄露this引用
  • 如果字段是可变对象(如ArrayListDate),必须做防御性拷贝:
    private final List items;
    public Person(List input) {
        this.items = Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>(input));
    }
  • 不提供任何修改状态的方法(如setXxx()add()

常见“伪不可变”陷阱

很多开发者以为加了final就安全了,其实不然:

  • final List list = new ArrayList(); —— 引用不可变,但list.add("x")仍可修改内容
  • 返回内部可变对象引用:public List getItems() { return items; } —— 外部拿到后直接修改,破坏封装
  • 使用可变类型作为public static final常量,比如public static final Date UNIX_EPOCH = new Date(0); —— Date本身可变,调用setTime()就能改
  • 序列化/反序列化绕过构造逻辑:若没重写readObject(),可能生成非法状态实例

为什么StringLocalDateTime能放心用

它们的设计严格遵循不可变契约:

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  • String内部的value字段是private final byte[],所有“修改”方法(如substring()toUpperCase())都返回新对象
  • LocalDateTime所有字段都是final,且所有withXxx()plusXxx()方法都返回新实例,原对象不受影响
  • 二者都不提供任何setter,也不暴露内部可变组件的引用
  • JVM和并发工具(如ConcurrentHashMap)对不可变对象有专门优化,读操作无需同步

真正难的不是写一个不可变类,而是守住边界:一旦引入第三方可变类型、或为了“方便”暴露内部容器,整个不可变性就崩塌了。

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