【初心者向け】Javaで「イミュータブルクラス」を作る方法をやさしく解説！
山崎講師
イミュータブルクラスとは？
イミュータブル（Immutable）という言葉は、「変えられない」という意味です。
つまり「イミュータブルクラス」とは、作った後に状態（データ）が変わらないクラスのことを指します。
たとえば、文字列を扱うStringクラスもイミュータブルです。Stringオブジェクトを一度作ったら、あとから中身を変更することはできません。
なぜイミュータブルクラスを作るのか？
大きなメリットは以下です！
| メリット | 説明 |
|---|---|
| スレッドセーフ | 複数のスレッドから同時に使っても問題が起きにくい |
| バグが減る | 予期しないデータ変更が起きないので、安全 |
| 設計がシンプル | 状態管理を考える手間が少なくなる |
たとえば、コップに水を入れる例で考えると、イミュータブルなコップは水が蒸発したり、量が変わったりしない魔法のコップです！
Javaでイミュータブルクラスを作る5つのルール
イミュータブルクラスを作るには、守るべき基本ルールがあります。
- クラスを
finalにする
⇒ サブクラスを作らせない！（サブクラスで状態を変えられる危険を防ぐ） - フィールドも
finalにする
⇒ フィールド（メンバ変数）を一度だけ設定して、それ以降変更できないようにする。 - フィールドは
privateにする
⇒ 外から直接アクセスできないようにする。 - コンストラクタで全フィールドを初期化する
⇒ 作るときにすべてのデータを確定させる。 - ミュータブルなオブジェクト（例：リスト）を持つ場合は防御的コピーをする
⇒ 渡すときも、受け取るときもコピーして別物にする！
コード例：シンプルなイミュータブルクラス
それでは実際にコードを書いてみましょう。
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;
}
}
ポイントを整理すると…
final class：クラス自体が継承できないprivate final：フィールドも変更できない- コンストラクタで全部初期化
- ゲッターは値を返すだけ（オブジェクトを変えない）
このようにすれば、作ったあとのPersonは二度と変更できません！
注意すべきポイント：ミュータブルなフィールドがある場合
例えば、リスト（List）のような中身が変わるオブジェクトを持つ場合は注意が必要です！
悪い例
public final class Team {
private final List<String> members;
public Team(List<String> members) {
this.members = members; // 危険！！
}
public List<String> getMembers() {
return members; // 外から変更される危険！
}
}
この場合、外部からgetMembers().add("新しいメンバー")などされると、中身が変わってしまいます。
良い例（防御的コピー）
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
public final class Team {
private final List<String> members;
public Team(List<String> members) {
this.members = new ArrayList<>(members); // コピー！
}
public List<String> getMembers() {
return Collections.unmodifiableList(members); // 変更不可リストを返す
}
}
こうすれば、外からリストをいじられることがありません！
まるで、オリジナルのリストを厳重なショーケースに入れるようなイメージですね！
イミュータブルクラスのメリット・デメリット
メリットまとめ
- スレッドセーフで安心
- コードの見通しが良くなる
- バグの温床になる「状態変化」がない
デメリットまとめ
- 変更するたびに新しいオブジェクトを作るので、メモリを多く使うことがある
- 作成コスト（オブジェクト生成）が増える場合もある
たとえば、毎秒何万件ものデータを高速で扱う必要がある場面では、イミュータブルばかりにすると逆にパフォーマンスが落ちることもあります。
まとめとこれからの学び方
イミュータブルクラスは、「安全でシンプルなプログラム」を作るための新人エンジニアにとって強力な武器です！
まずは小さなクラスからイミュータブルにする練習をしてみましょう。
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投稿者プロフィール
- 代表取締役
-
セイ・コンサルティング・グループ株式会社代表取締役。
岐阜県出身。
2000年創業、2004年会社設立。
IT企業向け人材育成研修歴業界歴20年以上。
すべての無駄を省いた費用対効果の高い「筋肉質」な研修を提供します！
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