學Guava發現：不可變特性與防護性編程

時間 2019-11-08

標籤 guava 發現不可變特性防護編程欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

1、面試常談：String類與不可變特性

問：String類是可變的嗎？java

答：emm……因爲String類的底層是final關鍵字修飾，所以它是不可變的。程序員

問：它被設計爲不可變的好處有哪些呢？面試

答：數據庫

節約內存編程

你們都知道，編程的時候，String類是大量被使用的（試着用VisualVm等工具分析堆，你會發現永遠char[]類型是佔用空間最多的。巧了，String類的底層實現也正是char[]）。數組

若是像普通對象那樣，每次使用都new一個，恐怕你設置的JVM 堆大小得慎重考慮一下了。緩存

所以出現了一個叫作常量池的東西，好比String a="abc"，String b="abc"，那麼a和b都指向常量池的"abc"這個地址。這樣，多個變量，能夠共用一個常量池地址，節約了內存。安全
線程安全多線程

常說實現線程安全的方法之一就是使用final關鍵字將變量修改成常量，那麼爲何不可變的常量是線程安全的呢？併發

很簡單，好比多線程併發修改同一變量，若是不加同步進行控制，必然會出現數據不一致問題。可是因爲String類是不可變的，根本就不支持你修改，那怎麼可能出現數據不一致問題呢？（感受像是在扯淡，o(∩_∩)o 哈哈！）
數據安全

這裏的數據安全，就和下文說道的防護性編程有關係了。

假設String類可變：
```
String name1 = "張三";
String name2 = name1;
user.setName(name1);
name2 = "李四";
System.out.println(user.getName());

輸出：李四
複製代碼
```
what？這位用戶明明名字叫張三，咋個無故變成李四了？
提升緩存效率

你們都知道HashMap.put(key,value)，須要對key進行hashcode運算。

hashcode是String類型。由於String的不可變特性，就不須要擔憂hashcode值被修改，能夠緩存起來屢次使用，減小hashcode計算次數。

2、進階梳理：不可變特性與防護性編程

有一個Period 類：

public final class Period {

    private final Date start;
    private final Date end;

    public Period(Date start, Date end) {
        if (start.compareTo(end) > 0)
            throw new IllegalArgumentException(start + " after " + end);
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    public Date getStart() {
        return start;
    }

    public Date getEnd() {
        return end;
    }
}
複製代碼

乍一看，這個相似乎是不可變的（即類中的數據不會發生變化）。而事實上，真的是這樣嗎？

Date start = new Date();
Date end = new Date();

Period p = new Period(start, end);

end.setYear(78); 

System.out.println(p.getEnd().toLocalString());

輸出：1978-3-2 18:38:40
複製代碼

以上代碼和剛剛的那個「張3、李四」的例子很像。在類實例的外部，直接修改無關變量值，最後致使類實例內部的數據也變化了。

這種狀況每每不易被程序員在編碼時所發現，從而因爲數據的變化致使業務bug。

所以，想要把Period類設計爲一個不可變的類，有這麼幾種方案：

Instant、LocalDateTime或ZonedDateTime來代替Date

使用從Java 8開始，解決此問題的顯而易見的方法是使用Instant、LocalDateTime或ZonedDateTime來代替Date。由於Instant和其餘java.time包下的類是不可變的。Date已過期，不該再在新代碼中使用。
Period類重設計

public Period(Date start, Date end) {
	
	//防護性拷貝：構造一個新Date對象，這樣，這個內部的start變量和外面的那個start變量將沒有任何聯繫
    this.start = new Date(start.getTime());
    this.end   = new Date(end.getTime());

    if (this.start.compareTo(this.end) > 0)
      throw new IllegalArgumentException(this.start + " after " + this.end);
}
複製代碼

上面提到了一個名詞：「防護性拷貝」，很確切。除了構造新Date對象，還有深克隆的方式，可是此處不推薦使用克隆。至於爲何？因爲篇幅有限，你們可自行百度！

那麼，這樣就實現了Period類不可變了嗎？

並無！因爲該類內部的私有數據還提供了getter方法，所以仍然可能經過getter方法修改該類的內部數據。

所以，咱們還須要：

public Date getStart() {
        return new Date(start.getTime());
    }

    public Date getEnd() {
        return new Date(end.getTime());
    }
複製代碼