《并发设计模式》第05章-不可变模式-实现不可变类解决线程安全问题
作者：冰河
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- 本章难度：★★☆☆☆
- 本章重点：掌握不可变模式的核心原理，熟练掌握不可变类的实现方式与原则，能够将不可变类熟练应用到自身实际项目中解决线程安全问题。
大家好，我是冰河~~
“本以为自己写的代码没问题，被老大一看竟然有这么多问题，不过还好算是明白哪里出问题了，也知道了出问题的原因，哎，自己重新实现吧，就有点找不到思路了。不可变，不可变，怎么设计这个类才是不会变化的呢？我感觉照老大之前的分析来看，很多实体类都会提供无参和有参构造方法，也会提供修改成员变量的getter/setter方法，这不就都是可变类了吗？”，小菜一直在心里嘀咕着。
一、情景再现
小菜听老王讲解的解决并发问题的方案后，对不可变类很感兴趣，于是下班后，自己尝试以“不可变类”模拟写了一个检票的功能小demo。满怀信心的想让老王给他看看，结果万万没想到。
二、寻求帮助
听完老王分析小菜的代码为何不是不可变类后，小菜下班回去认真思考了很久，可还是不知道怎么写一个不可变类。“还是到公司上班的时候问问老大吧。”，小菜最终还是要寻求老王的帮助了。
到了第二天，小菜还是起的特别早，早早来到公司，没想到老王已经坐在工位上忙事情了。“老大，今天来的真早啊”，小菜说道。
老王抬起头一看是小菜来了，便随口说道：“早，小菜，昨天跟你分析的代码听懂了吧？怎么样，自己写了不可变类解决线程安全问题吗？”。
“没有，我昨天下班到家想了很久，都不知道怎么写。很多实体类不是都会提供无参和有参构造方法吗？也会提供修改成员变量的getter/setter方法，这样的话，很多类都是可变的了，我确实没想出来改怎么写一个不可变类”。小菜回应道。
要不怎么说老王是个大好人呢？老王听后便说道：“我们拿着电脑去会议室吧，我给你讲讲怎么写不可变类”。
“好呀”，小菜听后，很高兴的回应到。
就这样，老王和小菜两个人都拿着电脑走进去了会议室。。。
PS：老王真特么是个大好人。。。
三、不可变类的原则
二人走到会议室后，老王放下电脑后说到：“我先给你讲讲写不可变类必须要满足的条件，也就是不可变类必须要遵循的原则”。
“好的”，小菜回应道。
“说起不可变类，必须要遵循。。。”，老王巴拉巴拉的说起来。
总体上讲，老王总结了如下几点：
（1）必须使用final关键字修饰不可变类，禁止被其他类继承，防止子类改变其方法和行为。
（2）必须使用final关键字修饰类中的所有成员变量，避免成员变量被修改。使用final修饰成员变量，也能保证成员变量在多线程并发环境下被其他线程访问时，一定是初始化完成的。
（3）必须使用private关键字修饰所有成员变量，防止子类和其他类通过成员变量的引用改变变量值。
（4）类中禁止提供修改内部状态的公开方法。
（5）创建对象的过程中，this关键字不能泄露给其他类，防止其他类（比如这个类的匿名内部类）在对象创建过程中修改状态。
（6）类中的任何字段，如果引用了状态可变的对象，比如集合、数组等，则这些字段也必须使用private修饰，这些字段以及字段的引用不能对外暴露，返回这些字段值时，必须进行防御性复制。
“这些原则能听懂吗？”，老王问小菜。
“有些能，有些就不能了”，小菜回答道。
“没事，我带着你把你上次的代码修改下，你就明白了”。老王说着便打开了自己的开发环境。
“好的”，小菜回应道。
四、实现不可变类
“不可变类之前我们也说过，它就是一经创建就不会再被改变的类”，老王边说边开始敲代码。
“首先，按照不可变类的原则来讲，我们先给User类和它的成员变量name与idCard都使用final关键字修饰，此时在User类中就会报错，要去掉set()方法，添加一个构造方法”，说话间，老王就将修改后的User类敲出来了（老王真牛）。
User类的源码详见：concurrent-design-patterns-immutable工程下的io.binghe.concurrent.design.demo.right.User。
public final class User {
private final String name;
private final Long idCard;
public User(String name, Long idCard) {
this.name = name;
this.idCard = idCard;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", idCard=" + idCard +
'}';
}
}
“这样User类就不能被其他类继承，也就是说，User类不会有任何子类来改变它的方法和行为，并且User里的成员变量都是使用final关键字修饰，也不会有其他方法来修改成员变量的值，User类能结合不可变类的原则看懂吗？”，老王继续说道。
“嗯，这里可以看懂”，小菜回应道。
“接下来，我们再来看TicketCheck类，之前你写的TicketCheck类的updateUser()方法中会分别传入userName和idCard来修改通过检票的人”，说着，老王打开了之前小菜写的代码，如下所示。
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