Scala：收集不变状态的更新/更改

我正在尝试将一个更具功能的编程风格应用于涉及低级(LWJGL)GUI开发的项目。显然，在这种情况下，需要携带很多状态，这在当前版本中是可变的。我的目标是最终有一个完全不变的状态，以避免国家的变化作为副作用。我研究了scalaz的镜头和状态monads一段时间，但我的主要关切仍然是：所有这些技术都依赖于写时复制。既然我的国家既有大量的领域，也有一些相当大的领域，我担心的是表现。

据我所知，修改不可变对象最常用的方法是使用案例类生成的复制方法(这也是镜头在引擎盖下)。我的第一个问题是，这种复制方式是如何实际实现的？我进行了一些类似的实验：

case class State(
  innocentField: Int,largeMap: Map[Int,Int],largeArray: Array[Int]
)

通过基准测试，并且通过查看-Xprof的输出，看起来更新someState.copy(innocentField = 42)实际上执行了深层拷贝，当我增加largeMap和largeArray的大小时，我观察到显着的性能下降。我以某种方式期望新构造的实例共享原始状态的对象引用，因为内部的引用应该被传递给构造函数。我可以以某种方式强制还是禁用默认副本的深层复制行为？

在思考复制问题时，我想知道FP中是否有更多的一般解决方案，它以一种渐进的方式存储不可变数据的变化(在“收集更新”或“收集”的意义上变化”)。令我惊讶的是，我找不到任何东西，所以我尝试了以下内容：

// example state with just two fields
trait State {
  def getName: String
  def getX: Int

  def setName(updated: String): State = new CachedState(this) {
    override def getName: String = updated
  }
  def setX(updated: Int): State = new CachedState(this) {
    override def getX: Int = updated
  }

  // convenient modifiers
  def modName(f: String => String) = setName(f(getName))
  def modX(f: Int => Int) = setX(f(getX))

  def build(): State = new BasicState(getName,getX)
}

// actual (full) implementation of State
class BasicState(
  val getName: String,val getX: Int
) extends State


// CachedState delegates all getters to another state
class CachedState(oldState: State) extends State {
  def getName = oldState.getName
  def getX    = oldState.getX
}

现在这样做可以做到这样：

var s: State = new BasicState("hello",42)

// updating single fields does not copy
s = s.setName("world")
s = s.setX(0)

// after a certain number of "wrappings"
// we can extract (i.e. copy) a normal instance
val ns = s.setName("ok").setX(40).modX(_ + 2).build()

我现在的问题是：你对这个设计有什么看法？这是我不知道的某种FP设计模式(除了与Builder模式的相似性)？由于我没有找到类似的东西，我想知道这种方法是否存在一些重大问题？还是有更多的标准方法来解决不写入不变性的复制瓶颈？

是否有可能以某种方式统一get / set / mod函数？

编辑：

我的假设，副本执行深层次的确是错误的。

case class Foo(bar: Int,baz: Map[String,Boolean]) {}
Foo(1,Map("fish"->true)).copy(bar = 2)

62: astore_1
63: iconst_2   // This is bar = 2
64: istore_2
65: aload_1
66: invokevirtual   #72; //Method Foo.copy$default$2:()Lscala/collection/immutable/Map;
69: astore_3   // That was baz
70: aload_1
71: iload_2
72: aload_3
73: invokevirtual   #76; //Method Foo.copy:(ILscala/collection/immutable/Map;)LFoo;

0:  aload_0
1:  invokevirtual   #50; //Method baz:()Lscala/collection/immutable/Map;
4:  areturn

0:  new #2; //class Foo
3:  dup
4:  iload_1
5:  aload_2
6:  invokespecial   #44; //Method "<init>":(ILscala/collection/immutable/Map;)V
9:  areturn