如果我们记录一个对象的不可变性，我们可以将其视为不可变的吗

Question

例如，我有这个：

public class Container{

    private final List<String> strs;

    /**
    * Contructs {@code Container} by a given {@code List}
    * The content of the list referenced should not be modified 
    * after the constructor invocation.
    */
    public Container(List<String> strs){
        this.strs = strs;
    }
    //Other staff
}

Container 的状态可以在构造后修改，但我们在文档中禁止。对象可以被视为不可变的吗？在构造函数中进行复制并不是完全可取的。

不变性是为了线程安全。

Answer 1

如果您不想复制列表，但仍希望它真正不可变，则可以使用 persistent data structure，例如 Clojure 中的那些。

在 Clojure 中，所有值都是不可变的，因此您始终可以安全地传递它们。当有人在列表的前面添加一个项目时，这在逻辑上会创建一个新列表，但实际上它只添加了一个指向旧列表头部的元素，而不必复制之前的所有列表。 Clojure 中的所有数据结构都是这样的，您也可以在 Java 中使用它们（另见what's a good persistent collections framework for use in java?）。

或者，您可以使用pcollections。

Answer 2

您可以只记录它以提高性能，但我只建议将这种方法用于非公共 API。在我的公司，我们构建了一个框架并设法取消其中一些保护以提高性能/减少内存使用，但仅限于内部代码。我们决定假设框架开发人员不会乱来，而且效果很好。

如果您的 API 将暴露给外部的其他开发人员，您应该始终保持安全，特别是出于安全原因。如果您确实需要提高性能/内存使用率，这是一种选择，但请谨慎应用。

Answer 3

您通常不应该将类的内部结构暴露给外部。这对于不可变对象尤其重要。

因此我建议在构造函数中使用new ArrayList(x) 进行复制。

此外，您可以使用Collections.unmodifiableList() 来防止从您的类内部进行修改。

我建议将两者结合起来，如下所示：

import java.util.Collections;
...

public Container(List<String> strs){
    this.strs = Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>(strs));
}

您的容器将在调用构造函数时记住列表的成员。如果列表在其他地方发生更改，它不会对您的不可变对象产生任何影响。

即使容器中的代码也无法修改列表 - 列表会抛出 UnsupportedOperationException。

完整的工作示例代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class X {

    public static void main(String[] args) {

        // create a list
        List<String> myList = new ArrayList<>();
        myList.add("a");
        myList.add("b");

        // hand it over to the container
        Container container = new Container(myList);

        // modify it afterwards
        myList.add("BUH!");

        // check contents of container
        for (String item : container.strs) {
            System.out.println(item);
        }
    }

}

class Container{

    final List<String> strs;

    /**
    * Contructs {@code Container} by a given {@code List}
    * The content of the list referenced should not be modified 
    * after the constructor invokation.
    */
    public Container(List<String> strs){
        this.strs = Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>(strs));
    }
    //Other staff
}

它输出：

a
b

（不输出BUH!）

Answer 4

您决定允许这样的构造是在保证正确性和性能之间进行权衡。

构建器模式可能为您提供第三种处理方式（取决于它是否适用于您的列表构建）：

要构造Container，请创建一个Builder，它收集列表元素，然后最终调用（私有）Container 构造函数。这样可以方便地收集列表元素并避免在构造最终对象时复制列表：

public class Container {
     public static class Builder {
         public Builder add(String s) { strs.add(s); return this; }
         public Container create() { 
               Container c = new Container(Collections.unmodifiableList(strs)); 
               strs = null; 
               return c; 
         }
         private List<String> strs = new ArrayList<>();
     }

     private final List<String> strs;

     private Container(List<String> strs){
          this.strs = strs;
     }
}

Answer 5

一般来说，不会。不可变对象可以在线程之间安全地共享。在线程之间安全共享的对象不仅仅是文档问题；它的类必须以特定的方式实现。说“这个类的对象是不可变的”而没有使其不可变的实现会积极误导，不真实，应该被视为错误。