Java 中如何实现一个像 String 一样不可变的类？

如果问你在日常开发中用到的最多的一个 Java​ 类是什么，阿粉敢打赌绝对是 String.class​。说到 String​ 大家都知道 String 是一个不可变的类；虽然用的很多，那不知道小伙伴们有没有想过怎么样创建一个自己的不可变的类呢？这篇文章阿粉就带大家来实践一下，创建一个自己的不可变的类。,在手动编写代码之前，我们先了解一下不可变类都有哪些特性，,定义类的时候需要使用final​ 关键字进行修饰：之所以使用 final 进行修饰是因为这样可以避免被其他类继承，一旦有了子类继承就会破坏父类的不可变性机制；,成员变量需要使用fina​l 关键词修饰，并且需要是 private 的：避免属性被外部修改；,成员变量不可提供setter​ 方法，只能提供 getter 方法：避免被外部修改，并且避免返回成员变量本身；,提供所有字段的构造函数；,知道了不可变类的一些基本特性之后，我们来实际写代码操作一下，以及我们会验证一下，如果不按照上面的要求来编写的话，会出现什么样的问题。,这里我们定义一个 Teacher​ 类来测试一下，按照我们上面提到的几点，我们给类和属性的定义都加上 final 代码如下所示。,我们思考一下，上面的代码是否真正的做到了不可变，好，我们思考三秒钟，心里默默的数三下。为了回答这个问题，我们看下下面的测试代码。,运行的结果如下截图所示，通过测试我们可以发现，简单的只添加 final​ 关键字是不能解决不可变性的，我们当前的 teacher 实例已经被外层修改掉了成员变量。,,为了解决这个问题，我们还需要对我们的 Teacher​ 类进行改造，首先我们可以想到的就是需要将 students​ 和 metadata​ 两个成员变量不能直接返回给外层，否则外层的修改会直接影响到我们的不可变类，那么我们就可以修改 getter 方法，拷贝一下成员变量进行返回，而不是直接返回，修改代码如下,我们再次运行上面的测试代码，可以看到这次的返回数据如下，这次我们的 students​ 和 metadate​ 成员变量并没有被外层修改掉了。但是我们的 address 成员变量还是有问题，没关系，我们接着往下看。,,很自然的为了解决 address​ 的问题，我们想到了也是进行一个拷贝，再调用 getter​ 方法的时候返回一个拷贝对象，而不是直接返回成员变量。那我们就需要改造 Address​ 类，将其变成 Cloneable​ 的即可，我们实现 接口，然后覆盖一个 clone 方法，代码如下,再修改 Teacher​ 的 getAddress 方法,接下来我们再运行一下测试代码，结果如下，可以看到这次我们的 teacher 实例的成员变量并没有被修改掉了，至此我们完成了一个不可变对象的创建！,,前面我们看的是自定义实现不可变类的操作，接下来我们简单看一下 String​ 类是如何实现不可变的，通过源码我们可以看到 String​ 也使用了关键字 final​ 来避免被子类继承，以及对应存放具体值的成员变量也使用了 final 关键字。,,并且对外提供的方法 substring​ 也是通过复制的形式对外提供的新的 String 对象。,,,注意阿粉这里的 JDK 版本是 19 所以可能大家版本不一致具体的实现不太一样，但是本质上都是一样的。,