guava-Immutable(不可变集合)

写在前边

本文主要介绍Java中创建List集合的多种方式(可变、不可变、容量固定等等),以及其优缺点和区别。学到就是赚到。

new ArrayList<>(int capacity)

这是最常见的一种方式,capacity是list的初始容量,不给定初始容量的话,会有一个默认的容量10。超过就会进行扩容。扩容策略通常也是增加到大约当前容量的1.5倍。这种方式创建的List集合是一个可变的集合,可以进行增加、修改、删除操作。例如:

java 复制代码
List<Integer> list = new ArrayList<>(2);
list.add(1); // [1]
list.add(2); // [1, 2]
list.add(3); // [1, 2, 3]
list.set(2, 4); // [1, 2, 4]
list.remove(1); // [1, 4]

Arrays.asList(T... a)

返回的是一个固定容量的List,即只能进行修改,不能进行增加和删除操作。例如

java 复制代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3);
        list.set(1, 4);
        System.out.println(list);
        try {
            list.add(4);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            list.remove(1);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果:

!

源码分析

我们去Arrays.asList的源码中可以看到,他其实是Arrays类的一个私有静态内部类:

继承了AbstractList,实现了get,set等方法,但是并没有实现add和remove方法。此时调用add或remove就会调用AbstractList的add和remove方法,而方法的实现是直接抛出异常UnsupportedOperationException。

Collections.unmodifiableList(list)

看方法名称就知道他是jdk的Collections中的方法,他的作用是返回一个不可变的集合,即不可以增加、修改、删除操作。例如:

java 复制代码
List<Integer> list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
List<Integer> unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);
unmodifiableList.add(3);

运行结果:

但是有一点瑕疵存在,我们去修改list,然后再观察unmodifiableList。

java 复制代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList();
        list.add(1);
        list.add(2);
        List<Integer> unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);
        list.add(3);
        System.out.println(unmodifiableList);
    }
}

运行结果:

当原始集合发生了修改,不可变的集合也跟着发生了修改。所以Collections.unmodifiableList创建的并不是真正意义上的不可变集合。对源码的分析,这里就不进行介绍了,因为我们有更好的不可变集合,是Google 公司开源guava工具库中的ImmutableList。

不可变集合

  • ImmutableList
  • ImmutableMap
  • ImmutableSet
  • ...
    这些集合都是是google guava的一个工具类提供的一个不可变的集合,如果一个对象实例不能被更改就是一个Immutable的对象,适合永久性不会更改的配置。

不可变集合的好处

  • 保证线程安全。在并发程序中,使用不可变集合既保证线程的安全性,也大大地增强了并发时的效率(跟并发锁方式相比)。
  • 如果一个对象不需要支持修改操作,不可变的集合将会节省空间和时间的开销。
  • 可以当作一个常量来对待,并且集合中的对象在以后也不会被改变。

代码测试

java 复制代码
List<Integer> list = Lists.newArrayList(1, 2);
ImmutableList<Integer> immutableList = ImmutableList.copyOf(list);
immutableList.add(3);

抛出异常UnsupportedOperationException,然后我们也去修改list并观察immutableList,会发现list变了但是immutableList并不会收到任何影响:

java 复制代码
import com.google.common.collect.ImmutableList;
import com.google.common.collect.ImmutableMap;
import com.google.common.collect.ImmutableSet;
import com.google.common.collect.Lists;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Lists.newArrayList(1, 2);
        ImmutableList<Integer> immutableList = ImmutableList.copyOf(list);
        list.add(3);
        System.out.println("list: " + list);
        System.out.println("immutableList: " + immutableList);
    }
}

运行结果:

总结

说了这么多,我的目的就是介绍guava工具库,它里边有许多能够增加我们开发效率的工具,这个不可变集合只是其中的一个,还有好多就比如Java8中的Optional就是从guava工具库借鉴过去的,但是guava的更加全面,使用起来更加方便。

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