定義
一個對象的狀態(tài)在對象被創(chuàng)建成功之后就不再變化，這就是所謂的不變模式。
不變模式的結(jié)構(gòu)
不變模式可增強對象的強壯性(robustness)。不變模式允許多個對象共享某一個對象，降低了對該對象進行并發(fā)訪問的同步化開銷。如果需要修改一個不變對象的狀態(tài)，那么就需要建立一個新的同類型對象，并在創(chuàng)建時將這個新的狀態(tài)存儲在新對象里。
不變模式只涉及到一個類。一個類的內(nèi)部狀態(tài)創(chuàng)建后，在整個生命周期都不會發(fā)生變化時，這樣的類成為不變類。這種使用不變類的做法叫做不變模式。不變模式有兩種形式：一種是弱不變模式，另一種是強不變模式。
弱不變模式
一個類的實例的狀態(tài)時不可改變的；但是這個類的子類的實例具有可能會變化的狀態(tài)，這樣的類符合弱不變的定義。要實現(xiàn)弱不變模式，一個類必須滿足下列條件：
- 第一、所考慮的對象沒有任何方法會修改對象的狀態(tài)；這樣一來，當對象的構(gòu)造函數(shù)將對象的狀態(tài)初始化之后，對象的狀態(tài)便不再改變。
- 第二、所有屬性都應(yīng)當是私有的。不要聲明任何公開的屬性，以防客戶端對象直接修改任何的內(nèi)部狀態(tài)。
- 第三、這個對象所引用到的其他對象如果是可變對象的話，必須設(shè)法限制外界對這些可變對象的訪問，以防止外界修改這些對象。如果可能，應(yīng)當盡量在不變對象內(nèi)部初始化這些被引用的對象，而不要在客戶端初始化，然后再傳入到不變對象內(nèi)部來。如果某個可變對象必須在客戶端初始化，然后再傳入不變對象里的話，就應(yīng)當考慮在不變對象初始化的時候，將這個可變對象復(fù)制一份，而不要使用原來的拷貝。
弱不變模式的缺點是：
- 第一、一個弱不變對象的子對象可以是可變對象；換而言之，一個弱不變對象的子對象可能是可變的。
- 第二、這個可變的子對象可能可以修改父對象的狀態(tài)，從而可能會允許外界修改父對象的狀態(tài)。
強不變模式
一個類的實例不會改變，同時它的子類的實例也具有不可變化的狀態(tài)。這樣的類符合強不變模式。要實現(xiàn)強不變模式，一個類必須首先滿足弱不變模式所要求的任何條件，并且還要滿足下面條件之一：
- 第一、所考慮的類的所有方法都應(yīng)當是
final，這樣這個類的子類不能夠置換掉此類的方法。 - 第二、這個類本身就是
final的，那么這個類就不可能會有子類，從而也就不可能有被子類修改的問題。
“不變”和“只讀”的區(qū)別
“不變”(Immutable)與“只讀”(ReadOnly)是不同的。當一個變量是“只讀”時，變量的值不能直接改變，但是可以在其他變量發(fā)生改變時發(fā)生改變。
比如，一個人的出生年月日是“不變”屬性，而一個人的年齡便是“只讀”屬性，而不是“不變”屬性。隨著時間的變化，一個人的年齡會隨之發(fā)生變化，而人的出生年月日則不會變化。這就是“不變”和“只讀”的區(qū)別
不變模式在Java中的應(yīng)用
不變模式在Java中最著名的應(yīng)用便是Java.lang.String類。String類是一個強不變類型，在出現(xiàn)如下的語句時：
String a = "test";
String b = "test";
String c = "test";
Java虛擬機中其實只會創(chuàng)建這樣一個字符串的實例，而這三個String對象都在共享這一個值。
不變模式的優(yōu)點和缺點
不變模式有很明顯的優(yōu)點：
- 因為不能修改一個不變對象的狀態(tài)，所以可以避免由此引起的不必要的程序錯誤；換而言之，一個不變的對象要比可變的對象更加容易維護。
- 因為沒有任何一個線程能夠修改不變對象的內(nèi)部狀態(tài)，一個不變對象自動就是線程安全的，這樣就可以省掉處理同步化的開銷。一個不變對象可以自由的被不同的客戶端共享。
不變模式的唯一缺點是：
一旦需要修改一個不變對象的狀態(tài)，就只好創(chuàng)建一個新的同類對象。在需要頻繁修改不變對象的環(huán)境里，會有大量的不變對象作為中間結(jié)果被創(chuàng)建出來，再被Java垃圾收集器收集走。這是一種資源上的浪費。
在設(shè)計任何一個類的時候，應(yīng)當慎重考慮其狀態(tài)是否有需要變化的可能性。除非其狀態(tài)有變化的需要，不然應(yīng)當將它設(shè)計成不變類。
