Зачем нужныimmutable классы и каковы их основные характеристики?

Immutable классы — это классы, объекты которых невозможно изменить после создания. Все их поля объявляются как final и инициализируются однократно в конструкторе(ах).

Основные характеристики:

• Thread-safety: Объекты являются потокобезопасными по своей природе, так как их состояние никогда не меняется. Для работы с ними не требуется синхронизация.
• Простота: Их легче проектировать, реализовывать и использовать, поскольку не нужно беспокоиться об изменениях состояния. Это уменьшает количество ошибок.
• Кэширование: Такие объекты можно безопасно использовать в качестве ключей в Map или элементов в Set, поскольку их хэш-код и равенство (определяемое методом equals) не меняются.
• Безопасность: Использование неизменяемых объектов предотвращает нежелательные побочные эффекты, когда один участок кода модифицирует объект, который используется в другом участке кода.
• Совместное использование: Несколько ссылок могут указывать на один и тот же неизменяемый объект без риска изменения состояния.

Пример:

public final class ImmutablePoint { // 1. Класс final
    private final int x; // 2. Поля final
    private final int y;

    public ImmutablePoint(int x, int y) { // 3. Инициализация в конструкторе
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public int getX() { // 4. Отсутствие сеттеров
        return x;
    }

    public int getY() {
        return y;
    }

    // Опционально: переопределение equals() и hashCode()
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        ImmutablePoint that = (ImmutablePoint) o;
        return x == that.x && y == that.y;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return 31 * x + y;
    }

    // Опционально: создание новых объектов для "измененных" состояний
    public ImmutablePoint translate(int dx, int dy) {
        return new ImmutablePoint(x + dx, y + dy);
    }
}

Если класс содержит изменяемые объекты в качестве полей, для обеспечения иммутабельности необходимо делать их копии при передаче в конструктор и при возврате через геттеры (deep copy).