第50条:必要时进行保护性拷贝

当我们在设计一个不可变类,要注意保证它的组件也是不可变的,因此要进行保护性拷贝。尤其是类的可变组件是来自于客户端时,尽管我们可以跟客户端约定不会修改这些组件,但是都不如保护性拷贝来的保险。


  • 1.在设计不可变类时,不可变组件是首选
    使用不可变的类作为我们新设计的类的组件,那么从类自身的属性上就可以确保它是不可变的了。如Instant、LocalTimeDate或ZonedDateTime 就优于Date.

  • 2.实在需要使用可变类时,首先应该在构造器中进行保护性拷贝
    如这个Period 类的例子:

public final class Period {
    private final Date start;
    private final Date end;

    public Period(Date start, Date end) {
        if (start.compareTo(end) > 0)
            throw new IllegalArgumentException(start + " after " + end);
        this.start = start;
        this.end = end;
    }
    public Date start() {
        return start;
    }
    public Date end() {
        return end;
    }

上面这种没有保护性拷贝的构造方法,就有可能在初始化之后,被客户端修改内部Date 类的对象:

Date start = new Date();
Date end = new Date();
Period p = new Period(start, end);
end.setYear(78); /

使用保护性拷贝的构造方法如下:

public Period(Date start, Date end) {
    this.start = new Date(start.getTime());
    this.end = new Date(end.getTime());
    if (this.start.compareTo(this.end) > 0)
        throw new IllegalArgumentException(this.start + " after " + this.end);
}

可以避免上述问题。

这里需要注意的地方是,如果有入参校验,应该在对拷贝后的对象校验,否则在校验前,对象可能就已经被其他程序修改了。

  • 3.还需要对类中可以访问到可变组件的方法进行保护性拷贝
    如这里的Date 的get、set 方法。
    如果不进行保护性拷贝,那么客户端还是有可能通过这些方法更新可变组件,如getEnd().setYear(72).
    因此还要注意把这些方法进行保护性拷贝:
// Repaired accessors - make defensive copies of internal fields
public Date start() {
    return new Date(start.getTime());
}
public Date end() {
    return new Date(end.getTime());
}

保护性拷贝是在设计不可变类时,存在可变组件时的一种技巧。其核心思路是:把不可变类的可变组件隐藏起来,客户端想访问时,只提供一个“”替身“”,从而避免客户端修改到这些组件的状态。
读这部分内容时让我联想起了两部分内容:
一是对数组的运算,因为数组和列表总是可变的,有时我们在计算时为了保证一个数组的结构和其内部对象的状态不变,会选择拷贝出一个新的数组或列表来操作。
二是建造者模式,如MsgBuilder。 builder 往往是根据一个或多个对象来组装出自己想要的对象。如UserMsgBuilder(User user)。UserMsgBuilder 本身不应该修改到user 的状态。(当然这里可能不太需要真的把User 设计成不可变类,更多是一种约定)。

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