是否存在可以 "finalize" 私有对象状态的 Java 方法？

Question

我有一个 class，我想对其执行以下操作：

• 创建 class
的实例
• 在单独的 class
中更改对象的私有属性
• 冻结对象的属性，以便在我完成初始设置后无法修改它们

我知道有一些解决方法，例如不提供任何 setter 方法，只允许在构造函数中设置属性。我可以毫无问题地实现它，但它让我想知道 是否有一些更简单的方法来 'freeze' 对象的属性就位 。我相信 JavaScript 中有一个 Object.freeze() 方法可以做类似的事情。

Answer 1

没有

不，Java 不提供任何此类 thawed/frozen 功能。

建设者

您可能可以通过“构建器”满足您的需求。这个想法是您定义第二个 class 负责生成第一个 class 的实例。此构建器 class 具有 setter 方法，适用于您要调整的所有各种属性。完成所有设置后，调用 .build() 以生成所需 class 的实例。如果您愿意，所需的实例可能是 immutable。

构建器应该 return 从其 setter 中引用自身，以提供 method-chaining.

构建器可以为某些设置设置默认值，如果适用于您的问题域。

生成器 class 提供了一些好处：

• 实现您的目标，即在调整其预期值后生成一个不可变的对象。
• 确保有效值。调用程序员可以使用 isValid 方法验证生成器，然后更正设置。
• 允许子classes returned，在适当的情况下，取决于您设置的值。

您可以在与 Java 捆绑在一起的 API 中看到此类构建器。

• Locale.Builder has methods for setting the language, region, script, and such. You eventually call Locale.Builder#build 生成一个 Locale 对象。
• DateTimeFormatterBuilder has many setters for nuanced control of the many aspects of a desired date-time formatter. Call toFormatter (same idea as a build method) to produce a DateTimeFormatter.

例子

这是一个构建器的简短示例。

如果需要一个不可变的对象，那么 record 可能是合适的。在 Java 16+ 中，记录是定义 class 的一种简短方式，其主要目的是透明且不可变地传递数据。您只需声明其成员字段的类型和名称。编译器隐式创建默认构造函数、getter、equals & hashCode 和 toString.

public record Employee( UUID id , String name , LocalDate hired ) {}

虽然记录是一种特殊的 class，但它仍然是 class。所以我们可以嵌套另一个 class，一个 static 构建器 class.

public record Employee( UUID id , String name , LocalDate hired ) {
    public static class Builder { … }
}

这是整个示例 class。

package work.basil.building;

import java.time.LocalDate;
import java.util.Objects;
import java.util.UUID;

public record Employee( UUID id , String name , LocalDate hired ) {
    public static class Builder {
        // ----------- Members
        private UUID id;
        private String name;
        private LocalDate hired;

        // ----------- Constructor
        public Builder () {
            this.id = UUID.randomUUID();
        }

        // ------- Accessors

        public UUID getId () {
            return id;
        }

        public Employee.Builder setId ( UUID id ) {
            this.id = Objects.requireNonNull( id );
            return this;
        }

        public String getName () {
            return name;
        }

        public Employee.Builder setName ( String name ) {
            Objects.requireNonNull( name );
            if ( name.isBlank() ) {
                throw new IllegalStateException( "Name must have some text, cannot be blank. Message # 346624fd-cb97-447a-9f56-e09ccf2e97f3." );
            } else {
                this.name = name;
            }
            return this;
        }

        public LocalDate getHired () {
            return hired;
        }

        public Employee.Builder setHired ( LocalDate hired ) {
            Objects.requireNonNull( hired );
            if ( hired.isAfter( LocalDate.now() ) ) {
                throw new IllegalStateException( "Hired date cannot be after today. Message # 181717b8-e2b0-4b5c-9fd2-ee45a2339b09." );
            } else {
                this.hired = hired;
            }
            return this;
        }

        // -------- Logic
        public boolean isValid () {
            return Objects.nonNull( this.id ) && Objects.nonNull( this.name ) && Objects.nonNull( this.hired );
        }

        public Employee build () {
            if ( this.isValid() ) {
                return new Employee( this.id , this.name , this.hired );
            } else {
                throw new IllegalStateException( "Builder is not valid, so cannot build new object. Message # c0021179-243c-4da5-b265-85208aaaf072" );
            }
        }
    }
}

用法示例。

 List <Employee> employees =
        List.of(
                new Employee.Builder().setName( "Alice" ).setHired( LocalDate.of( 2018 , Month.MARCH, 23) ).build() ,
                new Employee.Builder().setName( "Bob" ).setHired( LocalDate.of( 2014 , Month.JANUARY, 28) ).build() ,
                new Employee.Builder().setName( "Carol" ).setHired( LocalDate.of( 2013 , Month.JUNE, 17) ).build()
        );

当运行.

employees = [Employee[id=9736cb4c-1b32-4924-976b-7340f7f2fdc4, name=Alice, hired=2018-03-23], Employee[id=0ac4ff54-51b6-45c9-bb57-59f6efe40cd5, name=Bob, hired=2014-01-28], Employee[id=52cc9d03-3846-464a-bbed-49f022175bee, name=Carol, hired=2013-06-17]]

Answer 2

I understand there are some workarounds, such as not providing any setter methods and only allowing the properties to be set in the constructor.

是的，这种类型的设计以及将私有字段定义为 final 都行得通。

Answer 3

另一个想法可能是将布尔字段 frozen 添加到对象（或者更好的是，作为接口），并在该布尔值上设置所有 setter 方法。

像这样：

public class MyObject {
  boolean frozen = false;

  int intField;

  public void freeze(){
    frozen = true;
  }

  public boolean setIntField(int val){
    if(! frozen){
      intField = val
    }

    return frozen;
  }

}