為什麼使用不可變類別？
不可變類別是有益的，因為它們本質上是線程安全的，易於推理，並且可以防止物件狀態的意外更改。不可變物件的狀態在創建後無法修改，這使其成為一種有價值的設計模式，尤其是在多執行緒環境中。
創建不可變類別的傳統方法
考慮以下 Employee 類別：
final class Employee {
private final long id;
private final String name;
private final double salary;
public Employee(long id, String name, double salary) {
this.id = id;
this.name = name;
this.salary = salary;
}
public long getId() {
return id;
}
public String getName() {
return name;
}
public double getSalary() {
return salary;
}
}
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採用這種傳統方法：
- 該類別被標記為 Final 以防止子類化。
- 所有欄位都是私有且最終的，確保它們在初始化後無法變更。
- 僅提供 getter 方法來存取欄位值。
雖然這種方法效果很好，但它涉及為建構子、getter 編寫樣板程式碼，有時還需要為 equals、hashCode 和 toString 方法編寫樣板程式碼。
使用 Lombok 消除樣板文件
Lombok 可以大幅減少您需要編寫的程式碼量。以下是如何使用 Lombok 實現相同功能的方法：
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;
@AllArgsConstructor
@Getter
final class Employee {
private final long id;
private final String name;
private final double salary;
}
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此版本使用Lombok註解自動產生建構子和getter：
-
@AllArgsConstructor 產生一個以所有欄位作為參數的建構子。
-
@Getter 為每個欄位產生 getter 方法。
使用 @Value 進一步簡化
Lombok 的 @Value 註解是一個更強大的替代方案，它結合了多個功能來創建不可變的類別：
import lombok.Value;
@Value
class Employee {
long id;
String name;
double salary;
}
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使用@Value，Lombok會自動：
- 使課程進入決賽。
- 預設將所有欄位設為私有和最終。
- 產生一個全參數建構子。
- 為所有欄位產生 getter。
- 實作 equals、hashCode 和 toString 方法。
這將您的類別定義簡化為僅包含字段，並自動產生所有必要的程式碼。
使用@With處理欄位更新
不可變物件不允許修改其狀態。但是，在某些情況下，您可能需要建立物件的修改副本，例如更新員工的薪資。如果沒有 Lombok，這可能看起來像：
@Value
class Employee {
long id;
String name;
double salary;
}
class Main {
public static void main(String... args) {
var emp = new Employee(1L, "Aman", 10_000.0);
emp = updateSalary(emp, 12_0000.0);
}
public Employee updateSalary(Employee emp, long newSalary) {
return new Employee(emp.getId(), emp.getName(), newSalary);
}
}
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這很簡單但很乏味，特別是在處理具有許多欄位的類別時。
Lombok 的 @With 註解簡化了這一點：
import lombok.Value;
import lombok.With;
@Value
class Employee {
long id;
String name;
@With double salary;
}
class Main {
public static void main(String... args) {
var emp = new Employee(1L, "Aman", 10_000.0);
emp = updateSalary(emp, 12_0000.0);
}
public Employee updateSalary(Employee emp, double newSalary) {
return emp.withSalary(newSalary);
}
}
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@With 註解產生一個方法，該方法傳回類別的新實例，並更新指定字段，其餘部分保持不變。
最終的解龍目版本
我們的 Employee 類別的 de-lomboked 版本（即 Lombok 在背景產生的內容）將如下所示：
final
class Employee {
private final long id;
private final String name;
private final double salary;
public Employee(long id, String name, double salary) {
this.id = id;
this.name = name;
this.salary = salary;
}
public Employee withSalary(double salary) {
return this.salary == salary ? this : new Employee(this.id, this.name, salary);
}
public long getId() {
return this.id;
}
public String getName() {
return this.name;
}
public double getSalary() {
return this.salary;
}
@Override
public boolean equals(final Object o) {
if (o == this) return true;
if (!(o instanceof Employee)) return false;
final Employee other = (Employee) o;
if (this.getId() != other.getId()) return false;
final Object this$name = this.getName();
final Object other$name = other.getName();
if (this$name == null ? other$name != null : !this$name.equals(other$name)) return false;
return Double.compare(this.getSalary(), other.getSalary()) == 0;
}
@Override
public int hashCode() {
final int PRIME = 59;
int result = 1;
final long $id = this.getId();
result = result * PRIME + (int) ($id >>> 32 ^ $id);
final Object $name = this.getName();
result = result * PRIME + ($name == null ? 43 : $name.hashCode());
final long $salary = Double.doubleToLongBits(this.getSalary());
result = result * PRIME + (int) ($salary >>> 32 ^ $salary);
return result;
}
@Override
public String toString() {
return "Employee(id=" + this.getId() + ", name=" + this.getName() + ", salary=" + this.getSalary() + ")";
}
}
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使用 Lombok 實現不變性時的常見陷阱
雖然 Lombok 簡化了不可變類的創建，但請務必注意一些潛在的陷阱：
-
可變集合：如果您的類別包含可變集合（如 List 或 Map），Lombok 的 @Value 註解將無法保護您免受這些集合的修改。考慮使用不可變版本，如 Collections.unmodifyingList 或 List.of() 進行初始化。
-
複雜物件：如果您的類別欄位是本身可變的複雜對象，則類別的不變性會受到損害。確保所有欄位都是原始的、不可變的對象，或正確封裝以防止突變。
性能考慮因素
雖然不變性提供了顯著的好處，但考慮效能影響也很重要，特別是在涉及頻繁更新的場景中：
-
記憶體使用量： 每次需要更改時建立新實例可能會導致更高的記憶體使用量。然而，為了線程安全和降低複雜性的好處，這種權衡通常是值得的。
-
垃圾收集： 建立多個短期物件會對垃圾收集器造成額外的壓力。確保您的應用程式的記憶體管理針對此類場景進行了最佳化。
結論
Lombok 的@Value 和@With 註解提供了一種強大而簡潔的方法來在Java 中創建不可變類，消除了對樣板程式碼的需求，並使您的程式碼更具可讀性和可維護性。透過利用這些註釋，您可以專注於應用程式的邏輯，而不是類別設計的機制。
以上是轉變您的 Java 程式碼：利用 Lombok 在短短幾分鐘內釋放不變性的力量！的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
