1. 概述
在 Java 中创建不可变的值对象（Value Object）时，虽然语义清晰、线程安全，但往往伴随着大量样板代码。更关键的是，Java 标准库中的集合类型（如 List、Set）本身是可变的，一旦被暴露，就可能破坏值对象的不可变性。
本文将介绍如何在使用 AutoValue 时，为集合字段创建防御性拷贝（Defensive Copy），从而确保值对象真正不可变。AutoValue 是一个注解处理器工具，能自动生成构造器、equals、hashCode 等样板代码，极大简化不可变对象的定义。
2. 值对象与防御性拷贝
值对象的核心特征是：不可变性 + 由值决定相等性。它通常用于封装一组相关数据，比如用户信息、配置项等。
考虑以下 Person 类：
class Person {
private final String name;
private final List<String> favoriteMovies;
// 构造器、getter、toString、equals、hashCode 省略
}
乍看之下，final 字段似乎保证了不可变性。但问题出在 List<String> 上 —— 它只是引用不可变，内容仍可被外部修改：
var favoriteMovies = new ArrayList<String>();
favoriteMovies.add("Clerks"); // fine
var person = new Person("Katy", favoriteMovies);
favoriteMovies.add("Dogma"); // oh, no! person 的 favoriteMovies 被悄悄修改了！
✅ 解决方案：在构造时进行防御性拷贝
public Person(String name, List<String> favoriteMovies) {
this.name = name;
this.favoriteMovies = List.copyOf(favoriteMovies); // Java 10+
}
⚠️ 注意：String 是不可变类型，无需拷贝。只有可变引用类型（如集合、数组、自定义可变对象）才需要防御性拷贝。
📌 兼容旧版本 Java 的写法（Java 9 之前）：
this.favoriteMovies = Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>(favoriteMovies));
两种方式效果类似，但 List.copyOf() 更简洁高效，推荐优先使用。
3. AutoValue 与防御性拷贝
AutoValue 能自动生成 Person 的实现类（如 AutoValue_Person），但 ❌ 它不会自动为你做防御性拷贝。这意味着如果你直接传入一个可变集合，依然存在被外部修改的风险。
使用 AutoValue 的典型写法：
@AutoValue
public abstract class Person {
public static Person of(String name, List<String> favoriteMovies) {
return new AutoValue_Person(name, favoriteMovies);
}
public abstract String name();
public abstract List<String> favoriteMovies();
}
上面的 of 方法直接将原始 favoriteMovies 传入生成的构造器，没有做任何保护。
✅ 正确做法：在静态工厂方法中手动做拷贝
public static Person of(String name, List<String> favoriteMovies) {
// ✅ 先拷贝，再构造
var favoriteMoviesCopy = List.copyOf(favoriteMovies);
return new AutoValue_Person(name, favoriteMoviesCopy);
}
这样，即使调用者后续修改了传入的列表，也不会影响已创建的 Person 实例。
4. AutoValue Builder 与防御性拷贝
当使用 @AutoValue.Builder 时，情况更复杂一些。Builder 模式允许逐步设置字段，最后调用 build() 创建实例。由于 AutoValue 自动生成了 Builder 的实现，我们无法直接干预字段赋值过程。
典型 Builder 结构：
@AutoValue
public abstract class Person {
public abstract String name();
public abstract List<String> favoriteMovies();
public static Builder builder() {
return new AutoValue_Person.Builder();
}
@AutoValue.Builder
public static class Builder {
public abstract Builder name(String value);
public abstract Builder favoriteMovies(List<String> value);
public abstract Person build();
}
}
问题来了：favoriteMovies(List<String> value) 接收的仍是原始引用，build() 前如何插入防御性拷贝？
✅ 解决方案：混合使用自动生成与自定义代码
我们通过添加两个 包私有（package-private）抽象方法 来“钩住”生成逻辑：
@AutoValue.Builder
public abstract static class Builder {
public abstract Builder name(String value);
public abstract Builder favoriteMovies(List<String> value);
// 用于获取当前 builder 中的 favoriteMovies 值
abstract List<String> favoriteMovies();
// 调用 AutoValue 生成的 build 逻辑
abstract Person autoBuild();
// 自定义 build 方法，插入防御性拷贝
public Person build() {
List<String> original = favoriteMovies();
List<String> copy = List.copyOf(original);
// 替换为拷贝后的不可变列表
favoriteMovies(copy);
return autoBuild();
}
}
📌 关键点解释：
favoriteMovies()（无参）是 AutoValue 生成的 getter，用于读取当前 builder 状态。favoriteMovies(List<String>)（有参）是 setter，我们用它把拷贝后的列表重新设回去。autoBuild()是我们约定的名称，AutoValue 会生成其具体实现，完成最终对象构造。- 将方法设为
abstract和package-private，确保只有当前类能使用，不污染公共 API。
⚠️ 踩坑提醒：必须先读取原值，再创建拷贝，然后调用 setter 覆盖，最后调用 autoBuild()。顺序不能错，否则可能触发并发问题或空指针。
5. 总结
- ✅ AutoValue 不会自动为集合做防御性拷贝，必须手动处理。
- ✅ 在静态工厂方法中：传参前调用
List.copyOf()或类似方法。 - ✅ 在 Builder 模式中：通过添加包私有抽象方法，结合自定义
build()实现拷贝逻辑。 - ✅ 优先使用 Java 10+ 的
List.copyOf()，性能更好，代码更简洁。 - ⚠️ 所有可变引用类型（集合、数组、可变对象）都应考虑防御性拷贝，String 不需要。
示例代码已上传至 GitHub：https://github.com/example-java/autovalue-defensive-copy