Java基础面试题, 什么是 Java 中的不可变类?

Step 1

Q:: 什么是Java中的不可变类？

A:: 不可变类是指一旦创建后，其对象的状态就不能再修改的类。在Java中，典型的不可变类是String类。要创建不可变类，需要遵循以下几个原则：1. 将类声明为final，这样不能被继承；2. 将所有的字段设为私有（private）和最终（final）；3. 不提供任何可以修改对象状态的方法；4. 如果类中包含可变对象，确保这些对象在对象构造时被彻底复制，或者只返回它们的不可变副本。

Step 2

Q:: 如何创建一个不可变类？

A:: 创建不可变类时，需要遵循以下步骤：1. 将类声明为final，防止其子类化；2. 将所有成员变量设为私有和final；3. 在构造函数中设置所有成员变量的值，并确保不再提供修改它们的方法；4. 不要提供setter方法；5. 如果类包含可变对象，确保在对象构造时进行深拷贝，并且返回这些对象的副本而非引用。

Step 3

Q:: 不可变类有哪些优势？

A:: 不可变类的优势包括：1. 线程安全：不可变对象天然是线程安全的，无需同步；2. 缓存与重用：不可变对象可以被缓存和重用，减少内存开销；3. 缓存键：不可变对象非常适合作为缓存键，避免了在缓存过程中键被修改的问题；4. 防止未授权的修改：不可变类可以防止其状态被不慎或恶意修改。

Step 4

Q:: Java中的String为什么是不可变的？

A:: String类是不可变的，这意味着一旦创建了String对象，其内容无法更改。String类被设计为不可变的原因包括：1. 提高性能，字符串池允许重用相同的字符串字面值；2. 安全性，字符串经常被用于类加载器和反射操作中，不可变性确保了字符串不会被恶意修改；3. 线程安全，不可变对象可以被多个线程安全地共享。

Step 5

Q:: 为什么String类是final的？

A:: String类是final的，这意味着它不能被继承。这是为了确保String类的不可变性和安全性，如果允许继承，子类可能会破坏这些特性。