Qu'est-ce qu'un invariant de classe en java?

J'ai recherché le sujet sur Google, mais à part Wikipédia, je n'ai pas trouvé de documentation ou d'articles utiles.

Quelqu'un peut-il m'expliquer en termes simples ce que cela signifie ou me référer à une documentation agréable et facile à comprendre?

Cela ne veut rien dire en particulier en référence à java.

Un invariant de classe est simplement une propriété qui s'applique à toutes les instances d'une classe, toujours, peu importe ce que fait un autre code.

Par exemple,

class X {
  final Y y = new Y();
}

X a l'invariant de classe qu'il y a une ypropriété et ce n'est jamais nullet il a une valeur de type Y.

class Counter {
  private int x;

  public int count() { return x++; }
}

ne parvient pas à maintenir deux invariants importants

1. Cela countne renvoie jamais une valeur négative en raison d'un éventuel dépassement inférieur.
2. Ces appels countsont en augmentation strictement monotone.

La classe modifiée préserve ces deux invariants.

class Counter {
  private int x;

  public synchronized int count() {
    if (x == Integer.MAX_VALUE) { throw new IllegalStateException(); }
    return x++;
  }
}

mais ne parvient pas à conserver l'invariant qui appelle à counttoujours réussir normalement (absence de violations TCB ^† ) car il countpeut lever une exception ou bloquer si un thread bloqué possède le moniteur du compteur.

Chaque langage avec des classes facilite la gestion de certains invariants de classe mais pas d'autres. Java ne fait pas exception:

1. Les classes Java ont systématiquement ou n'ont pas de propriétés et de méthodes, les invariants d'interface sont donc faciles à gérer.
2. Les classes Java peuvent protéger leurs privatechamps, les invariants qui reposent sur des données privées sont donc faciles à gérer.
3. Les classes Java peuvent être finales, donc les invariants qui reposent sur l'absence de code qui viole un invariant en créant une sous-classe malveillante peuvent être conservés.
4. Java permet aux nullvaleurs de se faufiler de plusieurs façons, il est donc difficile de maintenir des invariants «a une valeur réelle».
5. Java a des threads, ce qui signifie que les classes qui ne se synchronisent pas ont du mal à maintenir les invariants qui reposent sur des opérations séquentielles dans un thread se produisant ensemble.
6. Java a des exceptions qui facilitent la gestion des invariants tels que «renvoie un résultat avec la propriété p ou ne retourne aucun résultat», mais il est plus difficile de maintenir des invariants tels que «renvoie toujours un résultat».

† - Une externalité ou une violation TCB est un événement dont un concepteur de systèmes suppose avec optimisme qu'il ne se produira pas.

En règle générale, nous sommes convaincus que le matériel de base fonctionne comme annoncé lorsque nous parlons des propriétés des langages de haut niveau construits sur eux, et nos arguments que les invariants tiennent ne prennent pas en compte la possibilité de:

• Un programmeur utilisant des hooks de débogage pour modifier les variables locales pendant qu'un programme s'exécute d'une manière que le code ne peut pas.
• Vos pairs n'utilisent pas la réflexion avec setAccessiblepour modifier privateles tables de recherche.
• Loki modifie la physique, ce qui fait que votre processeur compare incorrectement deux nombres.

Pour certains systèmes, notre TCB peut n'inclure que des parties du système, nous ne pouvons donc pas supposer que

• Un administrateur ou un démon privilégié ne tuera pas notre processus JVM,

mais nous pourrions supposer que

• Nous pouvons vérifier un système de fichiers transactionnel fiable.

Plus un système est de niveau supérieur, plus son TCB est généralement grand, mais plus les choses que vous pouvez retirer de votre TCB sont peu fiables, plus vos invariants sont susceptibles de tenir et plus votre système sera fiable à long terme.

Invariant signifie quelque chose qui devrait respecter ses conditions, quels que soient les changements ou quiconque l'utilise / le transforme. C'est-à-dire qu'une propriété d'une classe remplit ou satisfait toujours une condition même après avoir subi des transformations à l'aide de méthodes publiques. Ainsi, le client ou l'utilisateur de cette classe est assuré de la classe et de sa propriété.

Par exemple,

1. La condition sur l'argument de la fonction est que, il doit toujours être> 0 (supérieur à zéro) ou ne doit pas être nul.
2. La propriété minimum_account_balance d'une classe de compte déclare, elle ne peut pas descendre en dessous de 100. Ainsi, toutes les fonctions publiques doivent respecter cette condition et garantir un invariant de classe.
3. dépendance basée sur des règles entre les variables, c'est-à-dire que la valeur d'une variable dépend d'une autre, donc si l'une change, en utilisant une règle de correction, l'autre doit également changer. Cette relation entre 2 variables doit être préservée. Si ce n'est pas le cas, l'invariant est violé.

Ce sont des faits qui doivent être vrais sur une classe d'instances. Par exemple, si une classe a une propriété X et que l'invariant peut être X doit être supérieur à 0. À ma connaissance, il n'y a pas de méthode intégrée pour maintenir les invariants, vous devez rendre les propriétés privées et vous assurer que vos getters et setters appliquent la propriété d'invariance.

Il existe des annotations disponibles qui peuvent vérifier les propriétés à l'aide de la réflexion et des intercepteurs. http://docs.oracle.com/javaee/7/api/javax/validation/constraints/package-summary.html