如何写一个不可变类？

不可变的对象指的是一旦创建之后，它的状态就不能改变。String类就是个不可变类，它的对象一旦创建之后，值就不能被改变了。

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。不可变类的另外一个好处是它自身是线程安全的，你不需要考虑多线程环境下的线程安全问题。

下面是创建不可变类的方法，我也给出了代码，加深理解。

要创建不可变类，要实现下面几个步骤：

1. 将类声明为final，所以它不能被继承
2. 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
3. 对变量不要提供setter方法
4. 将所有可变的成员声明为final，这样只能对它们赋值一次
5. 通过构造器初始化所有成员，进行深拷贝(deep copy)
6. 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
7. 为了理解第5和第6条，我将使用FinalClassExample来阐明。

• 代码实例

    public final class FinalClassExample {
     
        private final int id;
     
        private final String name;
     
        private final HashMap testMap;
     
        public int getId() {
            return id;
        }
     
        public String getName() {
            return name;
        }
     
        /**
         * 可变对象的访问方法
         */
        public HashMap getTestMap() {
            //return testMap;
            return (HashMap) testMap.clone();
        }
     
        /**
         * 实现深拷贝(deep copy)的构造器
         * @param i
         * @param n
         * @param hm
         */
     
        public FinalClassExample(int i, String n, HashMap hm){
            System.out.println("Performing Deep Copy for Object initialization");
            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.testMap=tempMap;
        }
     
        /**
         * 实现浅拷贝(shallow copy)的构造器
         * @param i
         * @param n
         * @param hm
         */
        /**
        public FinalClassExample(int i, String n, HashMap hm){
            System.out.println("Performing Shallow Copy for Object initialization");
            this.id=i;
            this.name=n;
            this.testMap=hm;
        }
        */
     
        /**
         * 测试浅拷贝的结果
         * 为了创建不可变类，要使用深拷贝
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            HashMap h1 = new HashMap();
            h1.put("1", "first");
            h1.put("2", "second");
     
            String s = "original";
     
            int i=10;
     
            FinalClassExample ce = new FinalClassExample(i,s,h1);
     
            //Lets see whether its copy by field or reference
            System.out.println(s==ce.getName());
            System.out.println(h1 == ce.getTestMap());
            //print the ce values
            System.out.println("ce id:"+ce.getId());
            System.out.println("ce name:"+ce.getName());
            System.out.println("ce testMap:"+ce.getTestMap());
            //change the local variable values
            i=20;
            s="modified";
            h1.put("3", "third");
            //print the values again
            System.out.println("ce id after local variable change:"+ce.getId());
            System.out.println("ce name after local variable change:"+ce.getName());
            System.out.println("ce testMap after local variable change:"+ce.getTestMap());
     
            HashMap hmTest = ce.getTestMap();
            hmTest.put("4", "new");
     
            System.out.println("ce testMap after changing variable from accessor methods:"+ce.getTestMap());
     
        }
     
    }

• 运行结果：

    Performing Deep Copy for Object initialization
    true
    false
    ce id:10
    ce name:original
    ce testMap:{2=second, 1=first}
    ce id after local variable change:10
    ce name after local variable change:original
    ce testMap after local variable change:{2=second, 1=first}
    ce testMap after changing variable from accessor methods:{2=second, 1=first}

现在我们注释掉深拷贝的构造器，取消对浅拷贝构造器的注释。也对getTestMap()方法中的返回语句取消注释，返回实际的对象引用。然后再一次执行代码。

    Performing Shallow Copy for Object initialization
    true
    true
    ce id:10
    ce name:original
    ce testMap:{2=second, 1=first}
    ce id after local variable change:10
    ce name after local variable change:original
    ce testMap after local variable change:{3=third, 2=second, 1=first}
    ce testMap after changing variable from accessor methods:{3=third, 2=second, 1=first, 4=new}

从输出可以看出，HashMap的值被更改了，因为构造器实现的是浅拷贝，而且在getter方法中返回的是原本对象的引用。

如果我漏掉了某些细节，请指出。