???????在多線程環(huán)境中铁蹈，為了保證共享數(shù)據(jù)的一致性乡括，往往需要對(duì)共享數(shù)據(jù)的使用進(jìn)行加鎖悲雳，但是加鎖操作本身就會(huì)帶來(lái)一定的開銷蚀浆，這里可以使用將共享數(shù)據(jù)使用不可變對(duì)象進(jìn)行封裝映之，從而避免加鎖操作。
1. 模型角色
???????不可變對(duì)象指的是蜡坊，對(duì)象內(nèi)部沒有提供任何可供修改對(duì)象數(shù)據(jù)的方法杠输，如果需要修改共享變量的任何數(shù)據(jù)，都需要先構(gòu)建整個(gè)共享對(duì)象秕衙，然后對(duì)共享對(duì)象進(jìn)行整體的替換蠢甲，通過這種方式來(lái)達(dá)到對(duì)共享對(duì)象數(shù)據(jù)一致性的保證。如下是不可變對(duì)象設(shè)計(jì)的類圖：
如下是各個(gè)角色功能的描述：
- ImmutableObject：不可變對(duì)象的載體据忘。對(duì)于需要一致性更改的數(shù)據(jù)鹦牛，都需要放入不可變對(duì)象中，對(duì)于不可變對(duì)象勇吊，需要注意如下幾點(diǎn)：
- 不可變對(duì)象的屬性必須使用final修飾曼追，以防止屬性被意外修改，并且final還可以保證JVM在該對(duì)象構(gòu)造完成時(shí)該屬性已經(jīng)初始化成功（JVM在構(gòu)造完對(duì)象時(shí)可能只是為其分配了引用空間汉规，而各個(gè)屬性值可能還未初始化完成）礼殊；
- 屬性的設(shè)值必須在構(gòu)造方法中統(tǒng)一構(gòu)造完成，其余的方法只是提供的查詢各個(gè)屬性相關(guān)的方法针史；
- 對(duì)于可變狀態(tài)的引用類型屬性晶伦，如集合，在獲取該類型的屬性時(shí)啄枕，必須返回該屬性的一個(gè)深度復(fù)制結(jié)果婚陪，以防止不可變對(duì)象的該屬性值被客戶端修改；
- 不可變對(duì)象的類必須使用final修飾频祝，以防止子類對(duì)其本身或其方法進(jìn)行修改泌参；
- Manipulator：聚合對(duì)象的管理類（某些情況可不用）脆淹。對(duì)于聚合對(duì)象的管理，主要有兩部分：查詢和修改沽一。對(duì)于聚合對(duì)象的查詢未辆，只需要根據(jù)一定的規(guī)則在Manipulator類中獲取該對(duì)象即可，對(duì)于聚合對(duì)象的修改锯玛，需要首先通過參數(shù)構(gòu)造一個(gè)完整的聚合對(duì)象，然后將保存的該聚合對(duì)象的引用進(jìn)行替換即可兼蜈；
- Client：獲取聚合對(duì)象的客戶端應(yīng)用攘残。
2. 使用場(chǎng)景
???????對(duì)于不可變對(duì)象，其主要有如下三種使用場(chǎng)景：
- 當(dāng)某組數(shù)據(jù)變化不是很頻繁为狸，則可以使用不可變對(duì)象歼郭。對(duì)于數(shù)據(jù)的訪問，由于不可變對(duì)象的引用空間不會(huì)發(fā)生變化辐棒，因而任何線程都可以保有同一個(gè)不可變對(duì)象的引用病曾，這樣可以減少內(nèi)存的消耗，也能保證數(shù)據(jù)訪問的一致性漾根；
- 當(dāng)某組數(shù)據(jù)需要進(jìn)行一致性的更新操作時(shí)泰涂，可以使用不可變對(duì)象。由于不可變對(duì)象能夠保證對(duì)其任何數(shù)據(jù)的修改都是對(duì)整個(gè)對(duì)象的替換辐怕，因而其能夠保證整組數(shù)據(jù)的一致性逼蒙。需要注意的是，如果該組數(shù)據(jù)變更比較頻繁寄疏，則不宜使用不可變對(duì)象是牢，因?yàn)檫@會(huì)造成創(chuàng)建大量的不可變對(duì)象，從而增加JVM垃圾回收的壓力陕截。具體的情況應(yīng)根據(jù)JVM可使用內(nèi)存大小與對(duì)象更新的頻率進(jìn)行考量驳棱；
- 當(dāng)需要對(duì)象作為Map的鍵時(shí)可以使用不可變對(duì)象。對(duì)于Map而言农曲，其hashCode()方法默認(rèn)返回的是對(duì)象的引用地址社搅，而對(duì)于不可變對(duì)象而言，由于其引用地址是不會(huì)發(fā)生變化的乳规，因而即使不對(duì)其hashCode()方法進(jìn)行重寫罚渐，其也不會(huì)發(fā)生變化。
3. 使用示例
???????對(duì)于不可變對(duì)象驯妄，一個(gè)很好的例子就是地址經(jīng)緯度荷并。筆者所工作的公司處理的業(yè)務(wù)和房源相關(guān)，其中有一部分就是需要處理房源所在點(diǎn)的經(jīng)緯度信息青扔，這里就可以使用不可變對(duì)象源织，因?yàn)榉吭唇?jīng)緯度基本上不會(huì)發(fā)生變化翩伪，并且對(duì)其操作也主要是以查詢?yōu)橹鳎钪匾氖翘赶ⅲ瑢?duì)經(jīng)緯度的處理必須是經(jīng)度和緯度同時(shí)發(fā)生變化缘屹，任何情況下只更改了其中一個(gè)數(shù)據(jù)都會(huì)產(chǎn)生問題。如下是記錄房源經(jīng)緯度的類：
public final class Location {
private final long id;
private final String latitude;
private final String longitude;
public Location(long id, String latitude, String longitude) {
this.id = id;
this.latitude = latitude;
this.longitude = longitude;
}
public long getId() {
return id;
}
public String getLatitude() {
return latitude;
}
public String getLongitude() {
return longitude;
}
}
???????該Location類也即上述UML類圖中的ImmutableObject部分侠仇∏嶙耍可以看到，任何對(duì)Location對(duì)象的修改都必須重新構(gòu)建一個(gè)Location對(duì)象逻炊。如下是對(duì)Location的管理類互亮，用于存儲(chǔ)具體的Location信息的：
public class LocationHolder {
private final LocationHolder INSTANCE = new LocationHolder();
private Map<Long, Location> locations;
private LocationHolder() {
this.locations = new ConcurrentHashMap<>();
}
public LocationHolder getInstance() {
return INSTANCE;
}
public Location getLocation(long id) {
return locations.get(id);
}
public void addLocation(long id, String latitude, String longitude) {
Location location = new Location(id, latitude, longitude);
locations.put(id, location);
}
public Map<Long, Location> getLocations() {
return Collections.unmodifiableMap(locations);
}
}
????????可以看到，這里對(duì)Location的管理是通過一個(gè)單例類LocationHolder進(jìn)行的余素，任何對(duì)Location的操作都進(jìn)行了封裝豹休，并且這里批量獲取Location，也是返回了一個(gè)不可變Map桨吊，從而保證原始數(shù)據(jù)不會(huì)作任何修改威根，如果該Map的鍵或值任何一方可能發(fā)生變化，那么在返回值則必須返回一個(gè)深度復(fù)制的結(jié)果视乐，這樣才能保證原始數(shù)據(jù)的完整性洛搀。
