Real-Time Example for Immutable Class in Java

当创建的对象无法更改时，Java 类就被称为具有不可变状态。对象的状态在对象构造完成后永远无法更改。非共享的可变对象始终是线程安全的，这类对象在多线程应用程序中被广泛使用。

实时示例：在二维坐标空间中显示一个点

想象一个图形应用程序，它需要管理二维坐标系中的点。这些点分别由它们的 x 和 y 参数表征。由于点的位置在初始化后不会改变，我们可以将点建模为一个不可变实体。

问题概述

这可能是图形或几何相关应用程序中点的最基本属性，因为一旦确定了点的位置，它就不应改变。例如，如果一个点代表三角形的一个顶点，该点坐标的任何变化都会影响三角形的形状。

因此，通过使用不可变类的概念，您可以仅设置一次点的坐标，之后它们就不会被更改。

拥有不可变类的一些好处如下：

线程安全：创建后状态不会改变的对象本身就是非同步的，因为它们的内容不会改变。

易于使用：其中一个好处是，在使用不可变对象时，多个线程可以共享一个对象，而无需担心有两个或多个线程试图更改对象。

可预测的行为：由于不可变对象也不会演变，因此更容易理解它们，尤其是在复杂的世界中。

安全的哈希：因此，我认为不可变对象可以安全地用作基于哈希的集合（如HashMap）中的键，因为它们的哈希码保持不变。

关于 Java 中不可变类需要注意的问题

Final 字段：在建立对象的基本原则时，不可变类的所有字段都应该是 final 的，并且它们只能被赋值一次。

无 Setter 方法：不可变类不应该有 setter 方法来允许在对象创建后为字段设置新值。

构造函数：对于每个对象，构造函数应提供对象字段的完整初始化，并且当字段是对象时，应创建副本。

输出

 
Point p1: Point{x=3, y=4}
Point p2: Point{x=5, y=7}   

注意事项和边缘情况

复杂对象：如果不可变类包含对可变对象的引用，例如数组或集合，则对象的 mutable 状态可能会被损坏；最好的解决方案是在构造函数或访问器中创建对象的深层副本。

性能：从不可变类的家族来看，可能需要实例化一个新对象来适应更改，这在频繁需要更改时是不利的，因为它们会降低性能。

实时应用程序场景

值对象：这是因为，对于日期、货币或坐标等状态不应改变的值对象，不可变类是合适的。

并发：在多线程环境中，更倾向于使用不可修改或“线程安全”的对象，以避免频繁使用计算成本高且实现起来很麻烦的同步。

缓存：由于使用的对象不会改变，因此可以缓存这些对象以反复使用，而无需担心其状态会发生变化。

结论

此示例展示了如何创建一个不可变类的示例。在Java中，存在于二维笛卡尔空间中的 Point 就是一个实时示例。

不可变对象带来了许多好处；它们是线程安全的，易于实现，并且可以安全地用于集合，因此在 Java 编程中是一个有价值的工具，尤其是在多线程或分布式环境中。