O que é uma invariante de classe em java?

Eu pesquisei o tópico, mas além da Wikipedia não encontrei nenhuma documentação ou artigo útil.

Alguém pode me explicar em palavras simples o que significa ou indicar alguma documentação agradável e fácil de entender?

Isso não significa nada em particular em referência a java.

Uma invariante de classe é simplesmente uma propriedade válida para todas as instâncias de uma classe, sempre, não importa o que outro código faça.

Por exemplo,

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

X tem a classe invariante de que existe uma ypropriedade e nunca é nulle tem um valor de tipo Y.

class Counter {
  private int x;

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

falha em manter dois invariantes importantes

1. Isso countnunca retorna um valor negativo devido a um possível estouro negativo.
2. Essas chamadas countestão aumentando estritamente monotonicamente.

A classe modificada preserva essas duas invariantes.

class Counter {
  private int x;

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

mas falha em preservar o invariante que chama para countsempre ter sucesso normalmente (violações de TCB ausentes ^† ) porque countpode lançar uma exceção ou pode bloquear se um thread em conflito possuir o monitor do contador.

Cada linguagem com classes torna mais fácil manter algumas invariantes de classe, mas não outras. Java não é exceção:

1. As classes Java têm ou não têm propriedades e métodos consistentemente, portanto, as invariantes de interface são fáceis de manter.
2. As classes Java podem proteger seus private campos, portanto, invariantes que dependem de dados privados são fáceis de manter.
3. As classes Java podem ser finais, portanto, as invariantes que dependem da inexistência de código que viole uma invariante criando uma subclasse maliciosa podem ser mantidas.
4. Java permite que os nullvalores se infiltrem de várias maneiras, por isso é difícil manter invariantes "tem um valor real".
5. Java tem threads, o que significa que as classes que não sincronizam têm problemas para manter invariantes que dependem de operações sequenciais em uma thread acontecendo juntas.
6. Java tem exceções que tornam fácil manter invariantes como "retorna um resultado com propriedade p ou não retorna nenhum resultado", mas é mais difícil manter invariantes como "sempre retorna um resultado".

† - Uma externalidade ou violação de TCB é um evento que um projetista de sistemas assume, de maneira otimista, que não acontecerá.

Normalmente, apenas confiamos que o hardware básico funciona conforme anunciado quando falamos sobre propriedades de linguagens de alto nível construídas sobre eles, e nossos argumentos que as invariantes mantêm não levam em consideração a possibilidade de:

• Um programador usando ganchos de depuração para alterar variáveis ​​locais enquanto um programa é executado de maneiras que o código não pode.
• Seus pares não usam reflexão com setAccessiblepara modificar privatetabelas de pesquisa.
• Loki alterando a física, fazendo com que seu processador compare incorretamente dois números.

Para alguns sistemas, nosso TCB pode incluir apenas partes do sistema, portanto, não podemos assumir que

• Um administrador ou daemon privilegiado não matará nosso processo JVM,

mas podemos supor que

• Podemos verificar um sistema de arquivos transacional confiável.

Quanto mais alto nível um sistema, maior normalmente é seu TCB, mas quanto mais coisas não confiáveis ​​você pode obter de seu TCB, mais provável é que suas invariantes sejam retidas e mais confiável seu sistema será a longo prazo.

Invariante significa algo que deve obedecer às suas condições, independentemente das alterações ou de quem o usa / transforma. Ou seja, uma propriedade de uma classe sempre cumpre ou satisfaz alguma condição, mesmo depois de passar por transformações usando métodos públicos. Assim, o cliente ou usuário desta classe está assegurado sobre a classe e sua propriedade.

Por exemplo,

1. a condição no argumento da função é que deve ser sempre> 0 (maior que zero) ou não deve ser nulo.
2. A propriedade minimum_account_balance de uma classe de conta indica, não pode ir abaixo de 100. Portanto, todas as funções públicas devem respeitar esta condição e garantir a invariante de classe.
3. dependência baseada em regras entre variáveis, isto é, o valor de uma variável depende de outra, então se uma muda, usando alguma regra de correção, outra também deve mudar. Esta relação entre 2 variáveis ​​deve ser preservada. Caso contrário, o invariante é violado.

Eles são fatos que devem ser verdadeiros sobre uma classe de instância. Por exemplo, se uma classe tem uma propriedade X e invariante pode ser X deve ser maior que 0. Pelo que eu sei, não há nenhum método embutido para manter invariáveis, você deve tornar as propriedades privadas e certificar-se de que seus getters e setters cumpram a propriedade de invariância.

Existem anotações disponíveis que podem verificar as propriedades usando reflexão e interceptores. http://docs.oracle.com/javaee/7/api/javax/validation/constraints/package-summary.html