不变类的意思就是不会发生变化的类,就是当类的实例被创建后,状态不会发生变化的类。
举个例子:如果人是一个class,那么我们中的每一个都是人这个类的具体的instance,如果人这个类只有一个状态就是生身父母,那么它就是一个不变类,因为每一个人在出生的那一刹那,生身父母就已经被设置了值,而且终生都不会发生变化。
不变类有什么好处呢?
1) 不变类是线程安全的,由于不变类的状态在创建以后不再发生变化,所以它可以在线程之间共享,而不需要同步。
2) 不变类的instance可以被reuse
创建类的实例需要耗费CPU的时间,当这个实例不再被引用时,将会被垃圾回收掉,这时候,又需要耗费CPU的时间。对于不变类而言,一个好处就是可以将常用的实例进行缓存,从而减少了对象的创建。举个例子,对于布尔型,最常用的便是true and false。JDK中的Boolean类就是一个不变类,并且对这两个实例进行了缓冲。
public final class Boolean implements java.io.Serializable{
/**
* The <code>Boolean</code> object corresponding to the primitive
* value <code>true</code>.
*/
public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
/**
* The <code>Boolean</code> object corresponding to the primitive
* value <code>false</code>.
*/
public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);
// 这个方法不会创建新的对象,而是重用已经创建好的instance
public static Boolean valueOf(boolean b) {
return (b ? TRUE : FALSE);
}
}
3) 不变类的某些方法可以缓存计算的结果
hashCode这个方法来自于Object这个类,这个方法用来返回对象的hashCode,主要用于将对象放置到hashtable中时,来确定这个对象的存储位置。对于一个不变类的实例,它的hashCode也是不变的,所以就可以缓存这个计算的结果,来提高性能,避免不必要的运算,JDK中的String类就是一个例子。
public final class String{
/** Cache the hash code for the string */
private int hash; // Default to 0
public int hashCode() {
int h = hash;
if (h == 0) {
// compute the value
hash = h; // cache the value
}
return h;
}
}
在JDK中, String, the primitive wrapper classes, and BigInteger and BigDecimal都是不变类。
如果一个类是不变类,这个类是不是就不能有改变状态的方法呢?
答案当然是否定的,String是一个不变类,仍然有replace,replaceAll这样的方法,而String仍然是一个不变类,那是因为在这些改变状态的方法中,每次都是新创建一个String对象。
如果大家理解了不变类,那也就不难理解为什么在做String的concatenate时,应当用StringBuffer而不是用+的操作符。
如何正确使用String呢?
1) 不要用new去创建String对象。
如果使用new去创建String,那么每次都会创建一个新对象。
public static void main(String[] args) {
String A1 = "A";
String A2 = "A"; // It won't create a new object
checkInstance(A1, A2); // Result: They are same instances
String B1 = new String("A"); // create a new object
String B2 = new String("A"); // creat a new object
checkInstance(B1, B2); // Result: They are different instances
}
private static void checkInstance(String a1, String a2) {
if (a1 == a2) {
System.out.println("They are same instances");
} else {
System.out.println("They are different instances");
}
}
2) 应当用StringBuffer来做连接操作
因为String是一个不变类,那么在做连接操作时,就会创建临时对象来保存中间的运算结果,而StringBuffer是一个mutable class,这样就不需要创建临时的对象来保存结果,从而提高了性能。