Что такое неизменяемые классы в Java?

Неизменяемый (immutable) класс в Java — это класс, объекты которого после создания нельзя изменить.

Правила для создания неизменяемого класса:

1. Класс должен быть объявлен как final, чтобы предотвратить наследование и изменение поведения субклассами.
2. Все поля должны быть объявлены как final, чтобы их нельзя было изменить после инициализации.
3. Все поля должны быть объявлены как private, чтобы предотвратить прямой доступ извне.
4. Не предоставлять setter-методы.
5. Если класс содержит изменяемые поля, например, List, их нужно копировать в конструкторе и при возвращении из getter-методов (defensive copy).
6. Не предоставлять методы, которые могут изменить состояние объекта.

Преимущества неизменяемых классов:

• Потокобезопасность (thread-safety): несколько потоков могут безопасно обращаться к одному и тому же объекту без необходимости синхронизации.
• Кэширование: неизменяемые объекты легко кэшируются, что улучшает производительность.
• Простота отладки и тестирования: состояние объекта предсказуемо.
• Использование в качестве ключей в ассоциативных коллекциях (Map, Set).

Пример неизменяемого класса:

final class ImmutableExample {

    private final String name;
    private final int value;
    private final List<String> tags;

    public ImmutableExample(String name, int value, List<String> tags) {
        this.name = name; // Примитивы и String неизменяемы
        this.value = value;

        // Защитное копирование изменяемого поля в конструкторе
        this.tags = new ArrayList<>(tags);
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getValue() {
        return value;
    }

    public List<String> getTags() {
        // Защитное копирование при возвращении изменяемого поля
        return new ArrayList<>(tags);
    }

    // No setters or methods that change state
}