0

0

如何在Java中设计一个不可变的类 (Immutable Class)_参考String实现

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2026-02-22 15:43:03

|

782人浏览过

|

来源于php中文网

原创

不可变类必须所有字段声明为private final并在构造函数中完成初始化,防御性拷贝可变组件,类与方法均需声明final,禁用clone和默认序列化以杜绝后门。

如何在java中设计一个不可变的类 (immutable class)_参考string实现

所有字段必须用 final 且私有

不可变性的第一道防线是编译期约束:任何字段一旦赋值就不能再改。如果漏掉 final,哪怕其他逻辑都对,类在运行时仍可能被意外修改。

常见错误现象:NullPointerException 或字段值“突然变了”,往往是因为某个字段没加 final,被子类或反射绕过封装修改。

  • 所有字段声明为 private final,包括基本类型、引用类型、数组
  • 构造函数里必须完成全部字段初始化,不能留空或延迟赋值
  • 不要提供任何 setter 方法,也不要暴露可变对象的引用(比如返回 ArrayList 而非 unmodifiableList

构造函数要防御性拷贝可变组件

String 的不可变性不只靠 final char[] value,还因为构造时把传入的字符数组做了拷贝——否则外部仍能通过原数组改写内容。

使用场景:字段类型是 java.util.Dateint[]ArrayList 等典型可变类型时,直接赋值等于“交出控制权”。

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

动感购物HTML
动感购物HTML

修正了V1.10的一些BUG感购物HTML系统是集合目前网络所有购物系统为参考而开发,代码采用DIV编号,不管从速度还是安全我们都努力做到最好,此版虽为免费版但是功能齐全,无任何错误,特点有:专业的、全面的电子商务解决方案,使您可以轻松实现网上销售;自助式开放性的数据平台,为您提供充满个性化的设计空间;功能全面、操作简单的远程管理系统,让您在家中也可实现正常销售管理;严谨实用的全新商品数据库,便于

下载
  • 对传入的可变对象,在构造函数中用 new ArrayList(src)Arrays.copyOf()new Date(src.getTime()) 等方式深拷贝
  • 避免使用 Collections.unmodifiableXXX() 包装后直接赋值——它只防止集合结构变化,不阻止元素内部状态变更
  • 如果字段是第三方可变类(如 org.joda.time.DateTime),确认它本身是否不可变;否则也得拷贝

不提供修改状态的方法,且子类不能破坏契约

String 类用 final 修饰自身,就是为了防止子类重写方法、引入可变逻辑。光封字段不够,契约必须由语言机制加固。

容易踩的坑:以为只要自己不写 setXxx() 就安全了,却忘了子类可以覆写 toString() 或添加新方法偷偷改状态。

  • 类声明为 final,禁止继承
  • 所有方法默认 final(显式写出来更稳妥),尤其 hashCode()equals() 这类可能被子类依赖的基础方法
  • 如果必须支持继承(极少见),那就不能叫“不可变类”,得降级为“有效不可变(effectively immutable)”,并文档明确说明风险

注意 clone() 和序列化带来的漏洞

Java 原生序列化和 clone() 是两个常被忽略的“后门”。String 没实现 Cloneable,也没提供 readObject() 自定义,就是为了堵死这些路径。

性能影响:防御性拷贝和自定义反序列化会略微增加构造开销,但相比运行时状态失控,这点成本值得。

  • 不实现 Cloneable 接口,也不提供 clone() 方法
  • 如果实现 Serializable,必须定义 private void readObject(ObjectInputStream),并在其中抛 InvalidObjectException,或者重新做一次防御性拷贝
  • 避免使用 Lombok 的 @Data@Builder ——它们默认生成可变构造器和 setter,与目标冲突

真正难的不是写满 final,而是识别哪些对象表面不可变、实则藏着可变字段(比如某些包装类内部持有一个 StringBuilder)。每次加一个字段,都要问一句:它会不会在别处被改?

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

810

2023.08.02

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

810

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

579

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

274

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

210

2025.08.29

javascriptvoid(o)怎么解决
javascriptvoid(o)怎么解决

javascriptvoid(o)的解决办法:1、检查语法错误;2、确保正确的执行环境;3、检查其他代码的冲突;4、使用事件委托;5、使用其他绑定方式;6、检查外部资源等等。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

183

2023.11.23

java中void的含义
java中void的含义

本专题整合了Java中void的相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

121

2025.11.27

硬盘接口类型介绍
硬盘接口类型介绍

硬盘接口类型有IDE、SATA、SCSI、Fibre Channel、USB、eSATA、mSATA、PCIe等等。详细介绍:1、IDE接口是一种并行接口,主要用于连接硬盘和光驱等设备,它主要有两种类型:ATA和ATAPI,IDE接口已经逐渐被SATA接口;2、SATA接口是一种串行接口,相较于IDE接口,它具有更高的传输速度、更低的功耗和更小的体积;3、SCSI接口等等。

1585

2023.10.19

pixiv网页版官网登录与阅读指南_pixiv官网直达入口与在线访问方法
pixiv网页版官网登录与阅读指南_pixiv官网直达入口与在线访问方法

本专题系统整理pixiv网页版官网入口及登录访问方式,涵盖官网登录页面直达路径、在线阅读入口及快速进入方法说明,帮助用户高效找到pixiv官方网站,实现便捷、安全的网页端浏览与账号登录体验。

1030

2026.02.13

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

相关下载

更多

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 3.8万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 10万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 70.4万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号