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:: 不可变类是一种对象一旦创建，其状态就不能改变的类。在Java中，String类是最常见的不可变类。创建不可变类的主要步骤包括：1）将类声明为final，防止子类化；2）所有字段为私有且final；3）在构造函数中初始化所有成员变量，并且不要提供修改这些变量的任何方法；4）不要提供可以改变对象状态的setter方法；5）确保任何返回内部可变对象的方法都要返回其防御性拷贝而不是原始对象。

Step 2

Q:: 为什么要使用不可变类？

A:: 不可变类的主要优点包括：1）线程安全性：不可变对象在多线程环境下不需要同步，天然线程安全；2）简单性：状态不可变简化了对象的使用，不需要考虑状态改变带来的复杂性；3）安全性：不可变对象不会被外部修改，可以用作Map中的键或Set中的元素等；4）性能优化：不可变对象可以被缓存并重复使用，降低内存开销。

Step 3

Q:: 如何在Java中创建一个不可变类？

A:: 要创建一个不可变类，需遵循以下规则：1）将类声明为final，防止子类继承；2）将所有成员变量声明为private和final，防止修改和继承；3）在构造函数中初始化所有成员变量；4）不提供setter方法；5）如果类包含可变对象，如数组或集合，应在构造函数中创建其防御性拷贝，并返回防御性拷贝而不是原始对象。

Step 4

Q:: Java中的不可变类有何实际应用？

A:: 不可变类在实际生产环境中的应用场景包括：1）作为集合类的键：不可变类确保键的稳定性，不会因状态改变而导致哈希码变化；2）在多线程环境中：不可变对象无需同步即可安全地在多个线程间共享；3）缓存与优化：不可变对象可以安全地被缓存，减少对象创建的开销，提升性能。