freeze について考えてみる

ちょっとtwitterで話題になったこと。 - 都元ダイスケ IT-PRESS を読んで、思ったことをまとめてみる。

自分が設計するならば、修飾子じゃなくて

• マーカインタフェース java.lang.Freezable
• メソッド java.lang.Object#freeze()
• Freezable インタフェースを implement していないクラスのインスタンスで freeze() を呼び出した場合に投げられる実行時例外クラス java.lang.FreezeNotSupportException
• freeze() されたインスタンスのフィールドを変更しようとした場合に投げられる実行時例外クラス java.lang.FrozenObjectException

を用意すると思う。

package java.lang;
public interface Freezable {}

package java.lang;
public class FreezeNotSupportedException extends Exception
{
  public FreezeNotSupportedException()
  {
    super();
  }
  public FreezeNotSupportedException(String s)
  {
    super(s);
  }
}

package java.lang;
public class FrozenObjectException extends UnsupportedOperationException
{
  public FrozenObjectException()
  {
    super();
  }
  public FrozenObjectException(String s)
  {
    super(s);
  }
}

package java.lang;
public class Object
{
  :
  private boolean frozen = false;
  protected void freeze() throws FreezeNotSupportedException { ... }
  :
}

freeze() の処理を clone() と同じような挙動にすると、わかりやすいと思う。ただし、実装するとなると、ちょっとややこしい気がする。
freeze() を呼び出した後はそのインスタンスのフィールドの変更がされそうになった場合に例外をスローする仕組みが必要はなずだけど、それをどうやって検出するのか？
基本的にはバイトコード内で this に対する putfield 命令を持つようなメソッドで、その前に frozen? のチェックを入れればいいとは思うけど、それだと継承しているすべてのメソッドを調べて、必要なメソッド (setHoge() の類) をオーバーライドしなければいけないはず。
だけど、中には private メソッドや final メソッドがあるはずだから、コンパイラが特別扱いして処理しないと解決できないと思う。
それはさすがによろしくないだろうから、やっぱり freeze の実装は難しそうな気がする。

.NET Framework には Freezable クラス があるみたいなのだが、どのように実装しているのだろうか？