Почему иммутабельность так важна в программировании?

Иммутабельность обеспечивает ряд преимуществ:

• Безопасность в многопоточной среде: Неизменяемые объекты могут безопасно разделяться между потоками без необходимости синхронизации или блокировок, что упрощает разработку многопоточных приложений и предотвращает гонки данных.
• Предсказуемость: Состояние неизменяемого объекта никогда не меняется после создания. Это упрощает понимание потока данных в программе и отладку, так как вы точно знаете, что объект не изменится неожиданным образом.
• Кэширование и мемоизация: Иммутабельные объекты легко кэшировать. Если два объекта равны (equals), их хэш-коды всегда будут одинаковыми (при условии корректной реализации hashCode), и их состояние не изменится, что позволяет безопасно переиспользовать вычисленные результаты.
• Упрощение проектирования: Проектирование с использованием иммутабельных объектов может привести к более модульному и понятному коду. Функции, принимающие и возвращающие иммутабельные объекты, чистые и не имеют побочных эффектов на входные данные.
• Улучшение производительности в некоторых случаях: Хотя создание нового объекта при каждом изменении может показаться неэффективным, сборщик мусора JVM оптимизирован для работы с большим количеством короткоживущих объектов, и отсутствие необходимости в блокировках в многопоточной среде может компенсировать затраты.

Пример создания иммутабельного класса:

public final class ImmutableClass {

    private final int value;
    private final String name;

    public ImmutableClass(int value, String name) {
        this.value = value;
        this.name = name;
    }

    public int getValue() {
        return value;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    // Отсутствуют сеттеры
    // Поля final
    // Класс final
    // Все поля примитивы или другие иммутабельные объекты,
    // либо возвращаются копии изменяемых объектов при необходимости (здесь нет изменяемых)

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        ImmutableClass that = (ImmutableClass) o;
        if (value != that.value) return false;
        return name != null ? name.equals(that.name) : that.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = value;
        result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0);
        return result;
    }
}