在 Java 中，将对象的非原始包含字段传递给作为对象句柄传递的方法，如果是这样，这将如何影响其可变性？

Question

如果对象的非原始包含字段作为引用该字段对象的对象句柄传递，如果最初传递的字段是 updated/changed，它是否容易在事后被更改？

public class MutableDog
{
    public String name;
    public String color;

    public MutableDog(String name, String color)
    {
        this.name = name;
        this.color = color;
    }
}

public class ImmutableDog // are fields of these objects truly safe from changing?
{
    private final String name;
    private final String color;

    public ImmutableDog(MutableDog doggy)
    {
        this.name = doggy.name;
        this.color = doggy.color;
    }

    public String getColor()
    {
        return this.color;
    }
}

public static void main(String[] args)
{
    MutableDog aMutableDog = new MutableDog("Courage", "Pink");

    ImmutableDog anImmutableDog = new ImmutableDog(aMutableDog);

    aMutableDog.color = "Pink/Black";

    anImmutableDog.getColor().equals(aMutableDog.color); // true or false?
}

本质上，ImmutableDog真的是不可变的吗？在示例中，使用了字符串。使用可变对象（例如 Collection 会有所不同吗？

此问题是对 this 答案的回应。

Answer 1

ImmutableDog 是真正不可变的，即使它可以从可变对象接收字符串。这是因为 Strings 是不可变的。这也证明了不可变性的一大好处 - 您可以传递不可变对象而不用担心它们会突然改变。

您可能认为 ImmutableDog 中的字段可以通过设置 MutableDog 实例的字段以某种方式更改：

aMutableDog.color = "Pink/Black";

但是，"Pink/Black" 与此处分配给 ImmutableDog 的字符串实例不同，因此 ImmutableDog 不会更改。

另一方面，如果 ImmutableDog 有一个可变类型的字段，那么它就不再是真正不可变的了。

例如，这是您的相同代码，但 StringBuilder:

public class MutableDog
{
    public StringBuilder name;
    public StringBuilder color;

    public MutableDog(StringBuilder name, StringBuilder color)
    {
        this.name = name;
        this.color = color;
    }
}

public class ImmutableDog // are fields of these objects truly safe from changing?
{
    private final StringBuilder name;
    private final StringBuilder color;

    public ImmutableDog(MutableDog doggy)
    {
        this.name = doggy.name;
        this.color = doggy.color;
    }

    public String getColor()
    {
        return this.color.toString();
    }
}

public static void main(String[] args)
{
    MutableDog aMutableDog = new MutableDog("Courage", "Pink");

    ImmutableDog anImmutableDog = new ImmutableDog(aMutableDog);

    aMutableDog.color.append(" and Black");

    anImmutableDog.getColor().equals(aMutableDog.color);
}

现在不可变狗的颜色似乎会发生变化。您仍然可以通过在构造函数中复制字符串生成器来防御此问题：

public ImmutableDog(MutableDog doggy)
{
    this.name = new StringBuilder(doggy.name);
    this.color = new StringBuilder(doggy.color);
}

但是，这仍然允许您（意外地）修改 ImmutableDog class.

中的字符串生成器

所以不要将可变 classes 存储在不可变 classes 中。 :)

Answer 2

很简单：java中的任意引用类型，最后指向某个对象。

如果该对象具有可变状态，那么任何对它的引用都可用于更改该状态。

因此，你是对的：在每个字段声明之前放置 private final 并不一定会使 class 本身不可变。

在您的示例中，字符串 class 是不可变的（除了使用 Unsafe 的非常晦涩的技巧）。 name和color赋值后，引用不能改变，指向的对象也不能改变。

但是当然：例如，如果类型是 List，则底层对象很可能会在 其他地方 发生更改。例如，如果你想防止这种情况发生，你必须创建一个 copy 该传入列表，并保留对该列表的引用。

Answer 3

它真的在所有感官和情况下都是不变的吗？ 没有。它在某种程度上是不可变的吗？ 是的。

只要你只做变量赋值，不可变狗确实总是会保持不变。这一般是由于 pass-by-value 语义，对此有很大的解释 here.

当您在 ImmutableDog 狗中复制 color 的引用时，实际上是在复制句柄。然后，当您通过可变狗修改颜色并为其分配 Pink/Black 值时，可变狗的句柄发生变化，但不可变狗仍保持原始句柄，指向原始颜色。

对于 String 类型，这更进一步，因为字符串是不可变的。因此，保证在字符串上调用任何方法都不会修改原始值。所以就字符串而言，是的，不可变的狗是真正的不可变的，可以信任。

Collections 有所作为。 如果我们稍微更改一下您的类的设计：

public class MutableDog {
    public String name;
    public List<String> acceptedMeals;

    public MutableDog(String name, List<String> acceptedMeals) {
        this.name = name;
        this.acceptedMeals = new ArrayList<>(acceptedMeals);
    }
}

public class ImmutableDog {
    private final String name;
    private final Iterable<String> acceptedMeals;

    public ImmutableDog(MutableDog doggy) {
        this.name = doggy.name;
        this.acceptedMeals = doggy.acceptedMeals;
    }

    public Iterable<String> getAcceptedMeals() {
        return this.acceptedMeals;
    }
}

并执行以下代码：

public static void main(String[] args) throws IOException {
    MutableDog mutableDog = new MutableDog("Spot", Collections.singletonList("Chicken"));
    ImmutableDog immutableDog = new ImmutableDog(mutableDog);

    immutableDog.getAcceptedMeals().forEach(System.out::println);

    mutableDog.acceptedMeals.add("Pasta");

    immutableDog.getAcceptedMeals().forEach(System.out::println);
}

打印出以下内容：

Chicken
Chicken
Pasta

这是由于 ImmutableDog 的构造函数将句柄复制到 acceptedMeals collection，但新句柄指向与原始 collection 相同的位置.所以当你通过mutable dog调用modification时，由于ImmutableDog在内存中指向同一个地方，所以它的值估计也被修改了

在这种特定情况下，您可以通过执行 collection 的深层复制来避免这种副作用，而不是简单地复制引用句柄：

public ImmutableDog(MutableDog doggy) {
    this.name = doggy.name;
    this.acceptedMeals = new ArrayList<>(doggy.acceptedMeals);
}

通过这样做，上述相同的 main 方法仅打印以下内容：

Chicken
Chicken

在 Java 中，将对象的非原始包含字段传递给作为对象句柄传递的方法，如果是这样，这将如何影响其可变性？

In Java, is passing an object's non-primitive containing field to a method passed as an object handle and if so how does that affect its mutability?

java

immutability

pass-by-reference

pass-by-value

mutability