不可变类指创建后状态不可变的类，如String、Integer等，通过final类、private final字段、无setter、构造初始化及防御性拷贝确保线程安全，广泛用于缓存键、配置对象等场景，避免同步开销，提升并发性能。
在高并发编程中，线程安全是核心挑战之一。不可变类（Immutable Class）是解决这一问题的重要手段。Java通过设计不可变对象，能天然避免多线程间的竞争与状态不一致问题。理解并合理使用不可变类，是构建高效、安全并发程序的关键。
什么是不可变类
不可变类是指一旦创建，其内部状态就不能被修改的类。Java 中典型的例子是 String、Integer 等包装类以及 LocalDateTime 等时间类。
一个类要成为不可变类，通常需要满足以下条件：
- 类声明为 final，防止被继承修改行为
- 所有字段为 private final
- 不提供任何修改字段的 setter 方法
- 在构造函数中完成所有初始化，且不泄漏可变对象引用
- 如果包含可变对象字段（如数组、集合），应进行深拷贝，并对外返回副本
不可变类为何线程安全
由于对象状态无法更改，多个线程同时访问同一个不可变实例时，不会出现读写冲突。不需要加锁或使用 volatile，也能保证数据一致性。
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例如：
public final class Person {private final String name;
private final int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() { return name; }
public int getAge() { return age; }
}
这个 Person 类是不可变的。多个线程可以安全地共享该类的实例，无需同步控制。
如何正确处理可变组件
即使类本身不可变，若内部持有可变对象（如 Date、数组、集合），仍可能破坏不可变性。
正确做法是在构造时复制传入的对象，在访问时也返回副本：
public final class ImmutableEvent {private final String title;
private final Date eventTime;
public ImmutableEvent(String title, Date eventTime) {
this.title = title;
this.eventTime = new Date(eventTime.getTime()); // 防止外部修改原对象
}
public Date getEventTime() {
return new Date(eventTime.getTime()); // 返回副本
} }
这样确保了即使外部持有原始 Date 对象，也无法影响到 ImmutableEvent 的内部状态。
不可变设计的实际应用场景
在并发编程中，不可变对象广泛用于：
- 缓存键（如 HashMap 的 key 推荐使用 String 或 Integer）
- 配置信息对象
- 消息传递中的数据载体（如事件对象）
- 函数式编程中的值传递
它们减少了锁的开销，提高了程序吞吐量，也降低了出错概率。
基本上就这些。掌握不可变类的设计思想，不仅能写出更安全的并发代码，还能提升系统整体的健壮性和可维护性。不复杂但容易忽略的是细节处理，比如防御性拷贝和引用隔离。把这些做到位，才是真正的线程安全。
