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。

要实现强不变模式，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。