Final Vs. Immutability in Java

在 Java 中，final 和不变性是与对象状态和修改相关的两个重要概念。这两个概念都处理对象及其状态的管理方式。在本节中，我们将讨论 Java 中 final 和不变性的区别。

Java final 关键字

Java 中的 final 关键字用作修饰符。它用作类、方法和变量的前缀。

• Final 变量：一旦我们将一个变量声明为 final，我们就不能改变它的值。这意味着该变量的行为类似于常量。
• Final 方法：声明为 final 的方法不能被子类覆盖，这确保了它们行为的一致性。
• Final 类：标记为 final 的类不能被继承，这有助于维护其实现，并有助于创建安全或实用类。
• 初始化：Final 变量必须在声明期间或在构造函数中进行初始化，以确保它们具有确定的值。
• 性能：final 关键字可以帮助编译器优化代码，从而可能提高性能。
• 安全性：使用 final 可通过防止对敏感数据或行为的未经授权的修改来增强安全性。

Java 中的不变性

不变性是对象的一个特征。它限制了对象创建后对其状态的任何修改。例如，在 Java 中，String 对象是不可变的。这意味着一旦它们被初始化，它们的内容就不能被更改。

• 将类声明为 Final：将类标记为 final，以防止它被子类化和潜在地修改。
• 私有数据成员：将类的私有数据成员声明为私有，以限制直接访问，并确保通过方法进行受控访问。
• Final 数据成员：将数据成员设为 final，以防止它们在对象构造后被更改。
• 使用带参数的构造函数：通过带参数的构造函数初始化所有字段，并使用深拷贝来防止通过外部引用进行修改。
• 在 Getter 方法中返回副本：在 Getter 方法中，返回可变对象的副本（深拷贝），而不是实际的对象引用，以保持不变性。

final 与不变性之间的区别

让我们通过一个 Java 程序来理解上面讨论的概念。

输出

 
/tmp/LlzHYZ0rSs/Demo.java:17: error: cannot assign a value to the final variable builder
        builder = new StringBuilder("New Content");
        ^
1 error   

解释

• Final 引用变量：声明一个引用变量为 final 意味着它不能被重新分配给指向另一个对象。但是，它指向的对象仍然可以被修改。
• 对象修改：在代码中，通过 append() 方法修改了由 builder 引用的 StringBuilder 对象。尽管 StringBuilder 是可变的，但即使引用变量被声明为 final，也可以修改它的内容。
• 不变性概念：不可变对象在创建后不能改变其状态。由于 StringBuilder 允许追加文本等更改，因此它不符合不可变对象的定义。
• 编译时错误：尽管 StringBuilder 对象的内容可以被修改，但尝试将 final 变量 builder 重新分配给新的 StringBuilder 实例会导致编译时错误。这是因为 final 禁止重新赋值，但不会影响对象的状态。
• 重新赋值限制：由于引用变量 builder 是 final 的，因此您不能将新的 StringBuilder 对象分配给它。重新赋值尝试将导致编译时错误，从而确保原始引用不能指向另一个对象。