Неизменяемые объекты в Java

Неизменяемый объект — это объект, который не изменит своего внутреннего состояния после создания.

Неизменяемые объекты очень полезны в многопоточных приложениях, потому что они могут совместно использоваться потоками без синхронизации . 

Неизменяемые объекты всегда безопасны для потоков.

Темы везде

Неважно, пишете вы явное многопоточное приложение или нет, часто вы работаете в многопоточной среде без непосредственного управления экземплярами потоков.

Вот несколько примеров многопоточных приложений, в которых программист не вызывает вручную создание новых потоков:

• Веб-приложения, потому что сервлеты обрабатываются пулом потоков

• Качайте настольные приложения, где потоки обрабатывают события GUI 

• Экземпляры таймера создают новые потоки для обработки будущих задач

Создание неизменного объекта

Чтобы создать неизменный объект, вам нужно следовать нескольким простым правилам:

• Не добавляйте метод установки

• Объявите все поля как окончательные и закрытые

• Если поле является изменяемым объектом, создайте его защитные копии для методов получения

• Если изменяемый объект, переданный конструктору, должен быть присвоен полю, создайте его защитную копию

• Не позволяйте подклассам переопределять методы.

Теперь мы обнаруживаем, точка за точкой, причины пяти правил, объясненных ранее.

Не добавляйте метод установки

Если вы строите неизменный объект, его внутреннее состояние никогда не изменится. Задача метода-установщика состоит в том, чтобы изменить внутреннее значение поля, чтобы вы не могли его добавить.

Объявите все поля как окончательные и закрытые

Закрытое поле не видно снаружи класса, поэтому никакие ручные изменения не могут быть применены к нему. 

Объявление поля final гарантирует, что если оно ссылается на примитивное значение, значение никогда не изменится, если оно ссылается на объект, ссылка не может быть изменена. Этого недостаточно, чтобы гарантировать, что объект с только частными конечными полями не является изменяемым. Вот пример, показывающий объект с приватным конечным полем и пример того, как изменить его внутреннее состояние:

public class DateContainer {
  private final Date date;

  public DateContainer() {
      this.date = new Date();
  }

  public Date getDate() {
    return date;
  }
}

....


  DateContainer dateContainer = new DateContainer();
  System.out.println(dateContainer.getDate());
  dateContainer.getDate().setTime(dateContainer.getDate().getTime() + 1000);
  System.out.println(dateContainer.getDate());
  // Now dateContainer date is 1 second after

public class DateContainer {
  private final Date date;

  public DateContainer() {
      this.date = new Date();
  }

  public Date getDate() {
    return new Date(date.getTime());
  }
}

....


  DateContainer dateContainer = new DateContainer();
  System.out.println(dateContainer.getDate());
  dateContainer.getDate().setTime(dateContainer.getDate().getTime() + 1000);
  System.out.println(dateContainer.getDate());
  // Now dateContainer date is not changed because we changed the copy, 
  // not the original date

public class DateContainer {
  private final Date date;

  public DateContainer(Date date) {
      this.date = date;
  }

  public Date getDate() {
    return new Date(date.getTime());
  }
}

....

  Date date = new Date();
  DateContainer dateContainer = new DateContainer(date);
  System.out.println(dateContainer.getDate());
  date.setTime(date.getTime() + 1000);
  System.out.println(dateContainer.getDate());
  // Now dateContainer date is 1 second after also if the getter method
  // create a defensive copy of date. We changed the reference passed to the
  // constructor, not the copy.

public class DateContainer {
  private final Date date;

  public DateContainer(Date date) {
      this.date = new Date(date.getTime());
  }

  public Date getDate() {
    return new Date(date.getTime());
  }
}

....

  Date date = new Date();
  DateContainer dateContainer = new DateContainer(date);
  System.out.println(dateContainer.getDate());
  date.setTime(date.getTime() + 1000);
  System.out.println(dateContainer.getDate());
  // Now dateContainer date is not changed. We create a copy on the constructor
  // so a change to the external date will not affect the internal state of
  // DateContainer instance