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  • 设计模式~不变模式

    一个对象的状态在对象被创建之后就不再变化,就是所谓的不变模式(Immutable Pattern).

    不变模式缺少改变自身状态的行为,因此它是关于行为的。

    不变模式只涉及到一个类。

    一个类的内部状态创建后,在整个生命期间都不会发生变化时,这样的类称为不变类。

    不变模式有两种形式:

    • 弱不变模式
    • 强不变模式

    弱不变模式

    弱不变模式:一个类的实例的状态是不可变化的,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的条件

      第一,所考虑的对象没有任何方法会修改对象的状态。这样一来,当对象的构造函数将对象的状态初始化之后,对象的状态就不再改变。

      第二、所有的属性都应当是私有的。不要声明任何的公开属性,以防客户端对象直接修改任何的内部状态。

      第三、这个对象所引用到的其他对象如果是可变对象的话,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。如果可能,应当尽量在不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,然后再传入到不变对象的内部来。

    弱不变模式的缺点

      第一、一个弱不变对象的子对象可以是可变对象。也就是说,一个弱不变对象的子对象可能是可变的。

      第二、这个可变的子对象可能可以修改父对象的状态,从而可能会允许外界修改父对象的状态。

    强不变模式

     一个类的实例的状态不会改变,同时它的子类的实例也具有不可变化的状态。

    实现强不变模式,一个类必须首先满足弱不变模式所要求的所有条件,并且还要满足下面条件之一:

      第一、所考虑的类所有的方法都应当是 final;这样这个类的子类不能够置换掉此类的方法

      第二、这个类本身就是 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

    不变和只读是不同的。

    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发生改变。

    例如,一个人的出生年月日是不变属性,而一个人的年龄便是只读属性,但是不是不变属性。

    随着时间的变化,一个人的年龄会随之发生变化,而人的出生年月则不会发生变化。

    这就是不变和只读的区别。

    不变模式在java语言中的应用

    String类

    Java的String是一个强不变类。

    如果程序所处理的文字串有频繁的内容变化时,就不宜使用String类型,而应当考虑使用StringBuffer类型。

    如果需要对文字串做大量循环查询时,也不宜使用String类,而应当考虑使用byte或char数组。

    封装类

    String类就是一个封装类,还有其他的封装类:Integer、Float、Double、Byte、Long、Short、Boolean、和 Character。

    这些封装类实际上都是强不变类,因为这些类都是 final的,而且在对象被创建时,它们所蕴含的值(也就是它们的状态)就确定了。

    不变模式的优点和缺点

    优点:

    1. 因为不能修改一个不变对象的状态,所以可以避免由此引起的不必要的程序错误。也就是说,一个不变的对象要比可变的对象更加容易维护。
    2. 因为没有任何一个线程能够修改不变对象的内部状态,一个不变对象自动就是线程安全的,这样可以省掉处理同步化的开销。

    缺点:

      一旦需要修改一个不变对象的状态,就只好创建一个新的同类对象。在需要频繁修改不变对象的环境里,会有大量的不变对象作为中间结果被创建处理,再被java语言的垃圾收集器收集走。

    这是一种资源上的浪费。

    不变模式和享元模式的关系

    享元模式以共享方式支持大量的实例。

    享元模式中的享元对象可以是不变对象,实际上,大多数享元对象时不变对象。

    但是,必须指出享元模式并不要求享元对象时不变对象。

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