Di dunia pemrograman, masalah state atau keadaan adalah salah satu tantangan terbesar. State yang dapat berubah (mutasi) secara tidak terduga seringkali menjadi akar dari bug yang sulit dilacak, terutama dalam aplikasi yang concurrent (berjalan secara bersamaan). Clojure, sebuah dialek Lisp modern yang berjalan di JVM, menawarkan solusi radikal dan elegan untuk masalah ini: immutability atau state yang tidak dapat diubah. Dengan menjadikan immutability sebagai prinsip inti, Clojure tidak hanya menyederhanakan kode, tetapi juga membuka jalan untuk membangun aplikasi yang lebih aman, stabil, dan scalable.

Baca juga: Mengungkap Rahasia Performance dan Desain UI di Balik Xamarin.Forms

Apa Itu Immutability dan Mengapa Ini Penting?

Dalam bahasa pemrograman imperative tradisional seperti Java atau C++, variabel dan struktur data dapat diubah setelah dibuat. Ini dikenal sebagai mutability. Misalnya, Anda dapat memodifikasi elemen dalam sebuah array atau mengubah nilai sebuah objek.

Java

List<String> fruits = new ArrayList<>();
fruits.add("apple");
fruits.add("banana");
// Modifikasi data setelah dibuat
fruits.add("orange");

Sementara pendekatan ini intuitif, ia menjadi masalah besar dalam lingkungan multi-threaded. Bayangkan dua thread mencoba memodifikasi daftar fruits di saat yang bersamaan. Ini bisa menyebabkan race condition—sebuah bug di mana hasil akhir bergantung pada thread mana yang selesai lebih dulu. Untuk mencegahnya, developer harus menggunakan locking atau synchronization yang rumit dan rawan bug.

Clojure menghindari semua masalah ini dengan membuat semua struktur datanya immutable. Ketika Anda “mengubah” sebuah vector di Clojure, sebenarnya Anda membuat vector baru yang sudah dimodifikasi, meninggalkan vector asli tidak tersentuh.

Clojure

(def fruits ["apple" "banana"])
;; Membuat vector baru tanpa mengubah yang asli
(def new-fruits (conj fruits "orange")) 
;; fruits tetap sama: ["apple" "banana"]
;; new-fruits adalah ["apple" "banana" "orange"]

Keuntungan Immutability dalam Pengembangan

Menggunakan immutable data memberikan beberapa keuntungan besar dari perspektif developer:

1. Kode Bebas Bug Konkurensi: Karena tidak ada state yang dapat diubah, tidak ada risiko race condition. Beberapa thread dapat membaca dan memproses data yang sama secara bersamaan tanpa locking atau synchronization yang rumit. Ini secara drastis menyederhanakan pengembangan concurrent applications.
2. Kode yang Lebih Dapat Diprediksi: Fungsi yang bekerja pada immutable data selalu menghasilkan output yang sama untuk input yang sama. Ini membuat kode lebih mudah untuk diuji, dipahami, dan diprediksi. Anda tidak perlu khawatir tentang “efek samping” tersembunyi yang mungkin mengubah state global.
3. Memori yang Efisien: Clojure tidak hanya membuat salinan penuh dari data. Ia menggunakan struktur data persisten (seperti Persistent Vectors) yang memungkinkan immutable data untuk berbagi struktur internal. Ketika Anda membuat vector baru, hanya bagian yang berubah yang disalin, sementara bagian yang tidak berubah tetap menunjuk ke struktur data asli. Ini menghemat memori dan membuat operasi “pembaruan” menjadi sangat cepat.

Mengelola State yang Berubah: Identitas vs. State

Meskipun data dalam Clojure immutable, aplikasi tetap perlu mengelola state yang berubah seiring waktu. Clojure menyelesaikan dilema ini dengan memisahkan konsep identitas dan state.

• Identitas: Sebuah identitas adalah nama yang merujuk pada serangkaian nilai state yang berubah.
• State: Nilai state itu sendiri, yang immutable.

Clojure menyediakan beberapa primitives untuk mengelola state yang berubah, masing-masing dengan kegunaan spesifik:

1. Atoms: Digunakan untuk state yang kecil dan atomik. Mereka memungkinkan pembaruan yang aman secara synchronous tanpa locking yang eksplisit.
2. Refs: Dirancang untuk state yang berubah secara terkoordinasi dan synchronous. Refs sangat cocok untuk transaksi yang melibatkan beberapa state yang saling terkait, mirip dengan transaksi database.
3. Agents: Menyediakan model concurrency asynchronous yang kuat. Agents memungkinkan state dimodifikasi secara isolated di latar belakang tanpa memblokir thread utama, sangat ideal untuk task yang intensif I/O.

Model-model ini membebaskan developer dari locking manual yang rumit, memungkinkan mereka untuk fokus pada logika bisnis.

Dari Teori ke Praktik: Clojure dalam Aplikasi Skala Besar

Prinsip immutability dan model concurrency yang aman dari Clojure telah dibuktikan dalam aplikasi skala besar di dunia nyata. Banyak perusahaan, seperti Walmart, Netflix, dan Nubank, menggunakan Clojure untuk membangun sistem back-end yang scalable dan andal.

Misalnya, di sektor keuangan, Clojure digunakan untuk membangun sistem core banking yang memproses transaksi real-time. Immutability memastikan bahwa state setiap transaksi dapat diprediksi dan aman, sementara model concurrency Clojure mengelola ribuan permintaan secara bersamaan tanpa masalah race condition yang sering terjadi.

Baca juga: Wakil Rektor UTI Presentasikan Penelitiannya di Parallel Session ICMEM 2025 di SBM ITB Bandung

Kesimpulan

Clojure adalah bukti bahwa pemrograman fungsional dan konsep immutability bukanlah sekadar teori akademis, melainkan alat praktis untuk membangun back-end yang kuat. Dengan menjadikan state yang tidak dapat diubah sebagai prinsip inti, Clojure memecahkan masalah concurrency yang paling sulit secara fundamental.

Penulis: Dena Triana