java - 为什么不变性是类中所需的特性？

Question

我已经阅读了很多地方，其中写到 java 中的不变性是一个理想的特性。为什么会这样？

Answer 1

不变性使推理对象的生命周期变得更容易。它在多线程程序中特别有用，因为它使线程之间的共享变得更加简单。

一些数据结构假定键或元素是不可变的，或者没有以关键方式改变。例如地图和集合。它们不必是严格不可变的，但如果它们是，它会更容易。

不可变对象的缺点是它使回收它们变得更加困难，并且会显着影响性能。

简而言之，如果性能是一个问题，请考虑可变对象，如果不尽可能使用不可变对象。

Answer 2

不变性的主要好处是不能“从你下面”改变一个对象。例如，考虑一个作为 Map 键的字符串。如果它是可变的，那么可以插入一个键/值对，然后修改作为键的字符串。这会破坏映射中使用的哈希方案，并导致一些潜在的非常不可预测的操作。

在某些情况下，由于故意滥用，这种可变性可能会导致安全漏洞，但更常见的是它只会导致神秘的错误。并且“防御性”复制可变对象（以避免此类错误）将导致创建更多对象（特别是如果对问题采取公式化方法）。

（另一方面，创建了很多对象，例如，因为当有人附加到字符串时会创建一个新字符串，或者“砍掉”它的一部分，而不是简单地改变现有的字符串，所以这两种方法最终都会导致由于不同的原因，要创建更多的对象。）

Answer 3

当您需要知道某个类在您不期望的情况下没有更改时，非常需要不可变性。考虑哈希映射中的键。如果为某个键设置了一个可变对象，然后将其存储在该键的当前哈希值（mod 哈希数组大小）中，当您更改它时会发生什么？哈希发生变化，突然它在错误的位置！你（HashMap）不知道它已经改变了，所以你不知道要更新它的位置，所以下次有人试图查找那个键时，你就找不到它了。不变性消除了这个问题——如果你根据它的哈希把一个对象放在某个地方，你就知道它总是在你期望的地方。

而且，正如在其他地方指出的那样，不可变意味着在不同步的情况下从多个线程并发读取是安全的。

Answer 4

在编程中，不可变的类或对象是一个对象，其状态在创建后就不能修改。在某些情况下，即使您可以更改它们的属性（字段），它们仍然被认为是不可变的，但对象性质保持不变。

通常需要不可变对象，原因有 3 个：

1. 线程安全
2. 比可变对象更高的安全性
3. 简单

有一个参考。您可以查看以更好地了解 Java 类和对象的不变性

Answer 5

Effective Java Item 15不可变类比可变类更容易设计、实现和使用。它们更不容易出错并且更安全。