一、面试常谈：String类与不可变特性
问：String类是可变的吗？
答：emm……由于String类的底层是final关键字修饰，因此它是不可变的。
问：它被设计为不可变的好处有哪些呢？
答：
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节约内存
大家都知道，编程的时候，String类是大量被使用的（试着用VisualVm等工具分析堆，你会发现永远
char[]类型是占用空间最多的。巧了，String类的底层实现也正是char[]）。如果像普通对象那样，每次使用都new一个，恐怕你设置的JVM 堆大小得慎重考虑一下了。
因此出现了一个叫做常量池的东西，比如
String a="abc"，String b="abc"，那么a和b都指向常量池的"abc"这个地址。这样，多个变量，可以共用一个常量池地址，节约了内存。 -
线程安全
常说实现线程安全的方法之一就是使用
final关键字将变量修改为常量，那么为什么不可变的常量是线程安全的呢？很简单，比如多线程并发修改同一变量，如果不加同步进行控制，必然会出现数据不一致问题。但是由于String类是不可变的，根本就不支持你修改，那怎么可能出现数据不一致问题呢？（感觉像是在扯淡，o(∩_∩)o 哈哈！）
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数据安全
这里的数据安全，就和下文说道的防御性编程有关系了。
假设String类可变：
String name1 = "张三"; String name2 = name1; user.setName(name1); name2 = "李四"; System.out.println(user.getName()); 输出：李四what？这位用户明明名字叫
张三，咋个无端变成李四了？ -
提高缓存效率
大家都知道
HashMap.put(key,value)，需要对key进行hashcode运算。hashcode是String类型。因为String的不可变特性，就不需要担心hashcode值被修改，可以缓存起来多次使用，减少hashcode计算次数。
二、进阶梳理：不可变特性与防御性编程
有一个Period 类：
public final class Period {
private final Date start;
private final Date end;
public Period(Date start, Date end) {
if (start.compareTo(end) > 0)
throw new IllegalArgumentException(start + " after " + end);
this.start = start;
this.end = end;
}
public Date getStart() {
return start;
}
public Date getEnd() {
return end;
}
}
乍一看，这个类似乎是不可变的（即类中的数据不会发生变化）。而事实上，真的是这样吗？
Date start = new Date();
Date end = new Date();
Period p = new Period(start, end);
end.setYear(78);
System.out.println(p.getEnd().toLocalString());
输出：1978-3-2 18:38:40
以上代码和刚刚的那个“张三、李四”的例子很像。在类实例的外部，直接修改无关变量值，最后导致类实例内部的数据也变化了。
这种情况往往不易被程序员在编码时所发现，从而由于数据的变化导致业务bug。
因此，想要把Period类设计为一个不可变的类，有这么几种方案：
Instant、LocalDateTime或ZonedDateTime来代替Date使用从Java 8开始，解决此问题的显而易见的方法是使用
Instant、LocalDateTime或ZonedDateTime来代替Date。因为Instant和其他java.time包下的类是不可变的。Date已过时，不应再在新代码中使用。- Period类重设计
public Period(Date start, Date end) {
//防御性拷贝：构造一个新Date对象，这样，这个内部的start变量和外面的那个start变量将没有任何联系
this.start = new Date(start.getTime());
this.end = new Date(end.getTime());
if (this.start.compareTo(this.end) > 0)
throw new IllegalArgumentException(this.start + " after " + this.end);
}
上面提到了一个名词：“防御性拷贝”，很确切。除了构造新Date对象，还有深克隆的方式，但是此处不推荐使用克隆。至于为什么？由于篇幅有限，大家可自行百度！
那么，这样就实现了Period类不可变了吗？
并没有！由于该类内部的私有数据还提供了getter方法，因此仍然可能通过getter方法修改该类的内部数据。
因此，我们还需要：
public Date getStart() {
return new Date(start.getTime());
}
public Date getEnd() {
return new Date(end.getTime());
}
这个有点像数据库中的视图了，可以给你看，但你不能修改源！
最后总结一下，防御性编程到底是什么呢？
防御性编程是一种比较泛化的概念，是一种细致、谨慎的编程习惯。
我们在写代码的时候，需要时刻考虑到：代码是否正确？ 代码是否正确？ 代码是否正确？
例如：
- 你可以利用不可变特性、构造时拷贝对象等方法来确保一个类的不可变
- 很多时候，考虑使用防御性拷贝，避免直接在原始实例上进行操作
- 接收参数时考虑参数的是否非空等
- 是否引发性能问题、死锁问题
- ……
三、JAVA设计：我感受到的防御性编程
1、String、Integer等的不可变特性
原因上面已经说明了！
2、Arrays.asList返回仅可查看的“视图”
Arrays.asList()返回一个ArrayList内部类，没有add()、remove()、无法改变长度等，这样设计的初衷是什么？为什么不直接返回可变长的ArrayList(new ArrayList())？
和我们刚刚的重写getter方法类似，用于保证对象安全不可改变特性！
举个例子，就是你有一个数组，怎么设计一个方法：保证既可以遍历，又不能修改呢？
返回一个继承了List接口的轻量级“视图”不失为一个好的设计方式。而直接返回数组则是不安全的选择。
3、不可变集合的各种实现
为什么需要不可变集合？
不可变对象有很多优点，包括：
- 当对象被不可信的库调用时，不可变形式是安全的；
- 不可变对象被多个线程调用时，不存在竞态条件问题
- 不可变集合不需要考虑变化，因此可以节省时间和空间。所有不可变的集合都比它们的可变形式有更好的内存利用率（分析和测试细节）；
- 不可变对象因为有固定不变，可以作为常量来安全使用。
- 创建对象的不可变拷贝是一项很好的防御性编程技巧。
如果你没有修改某个集合的需求，或者希望某个集合保持不变时，把它防御性地拷贝到不可变集合是个很好的实践。
JDK的实现
JDK的Collections类提供以下不可变集合，用于开发者的一些不可变需求：
Guava的实现
同时，Guava亦提供以下不可变集合：
