Java不可变对象

不可变对象是指一个对象的状态在对象被创建之后就不再变化。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。

创建一个不可变类：
将类声明为final，所以它不能被继承；
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；
对变量不要提供setter方法；
将所有可变的成员声明为final，这样只能对它们赋值一次；
通过构造器初始化所有成员，进行深拷贝（deep copy）；
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；

示例：

public final class Immutable {
private final int id;
private final String name;
private final HashMap map;

public int getId() {
return id;
}

public String getName() {
return name;
}

/**
* 可变对象的访问方法
*/
public HashMap getMap() {
return (HashMap) testMap.clone();
}

/**
* 实现深拷贝的构造器*/
public Immutable(int i, String n, HashMap hm){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.map = tempMap;
}

}

不变模式有两种形式：弱不变模式和强不变模式。

弱不变模式，指类实例的状态是不可改变，但是这个类的子类的实例具有可能会变化的状态，要实现弱不变模式，一个类必须满足下面条件：
对象没有任何会修改对象状态的方法 ，这样一来当对象的构造函数将对象的状态初始化之后，对象的状态便不再改变；
属性都是私有的，以防客户端对象直接修改内部状态；
这个对象所引用的其他对象如果是可变的话，必须设法限制外界对这些可变对象的访问，以防止外界修改这些对象，尽量在不可变对象内部初始化这些被引用的对象，而不要在客户端初始化再传入到不可变对象内部来，如果某个可变对象必须在客户端初始化，然后再传入到不变对象里的话，就应当考虑在不可变对象初始化的时候，将这个可变对象进行拷贝。

弱不变模式的缺点是，一个弱不变对象的子对象可能是可变的，这个可变的子对象可能可以修改父对象的状态，从而可能允许外界修改父对象的状态。

强不变模式：一个类的实例不会改变，同时它的子类的实例也具有不可变化的状态。一个类必须首先满足弱不变模式所要求的所有条件，并且还有满足下面条件之一：
类所有的方法都应当是final，这样这个类的子类不能够重写此类的方法；
此类本身就是final的，那么这个类就不可能会有子类，从而也就不可能有被子类修改的问题；

不变和只读的区别：当一个变量是只读时，变量的值不能直接改变，但是可以在其他变量发生改变的时候改变；比如生日是不变属性，而年龄是只读的，年龄会随着时间发生变化，生日则不会变化。（用final声明的变量是只读的）

不可变对象的好处：
不可变对象更容易构造，测试与使用；
真正不可变对象都是线程安全的；
不可变对象的使用没有副作用（没有保护性拷贝）；
对象变化的问题得到了避免；
不可变对象的失败都是原子性的；
不可变对象更容易缓存，且可以避免null引用；
不可变对象可以避免时间上的耦合；

String，StringBuffer，StringBuilder，都是final类，不允许被继承，在本质上都是字符数组，不同的是，String的长度是不可变的而后两者长度可变，在进行连接操作时，String每次返回一个新的String实例，而StringBuffer和StringBuilder的append方法直接返回this，所以当进行大量的字符串连接操作时，不推荐使用String，因为它会产生大量的中间String对象。

StringBuffer和StringBuilder的一个区别是，StringBuffer在append方法前增加了一个synchronized修饰符，以起到同步的作用，为此也降低了执行效率；若要在toString方法中使用循环，使用StringBuilder。