不可变集合类型转换异常

记录一个异常：class java.util.ImmutableCollections$ListN cannot be cast to class java.util.ArrayList (java.util.ImmutableCollections$ListN and java.util.ArrayList

文章目录

1、原因
2、解决方式一
3、解决方式二
4、关于不可变集合的补充
- [4.1 JDK8和9的对比](#4.1 JDK8和9的对比)
- [4.2 相关源码](#4.2 相关源码)
- [4.3 不可变集合的使用场景](#4.3 不可变集合的使用场景)

1、原因

代码中做了类型转换，将一个不可变集合 (ImmutableCollections$ListN) 强制转换为可变集合 (ArrayList)

java 复制代码

List<String> immutableList = List.of("A", "B", "C"); // Java 9+ 不可变列表
ArrayList<String> mutableList = (ArrayList<String>) immutableList; // ❌ 抛出 ClassCastException

业务相关错误代码：

java 复制代码

 List<ClusterJob> jobs = result.get().getJobs()
            .stream()
            .sorted(Comparator.comparing(ClusterJob::getOrderUpdateTime).reversed())
            .toList();
ClusterJobResponse response = new ClusterJobResponse();
response.setJobs((ArrayList<ClusterJob>) jobs);
return BaseVo.createSuccessWithData(response);

而toList方法的源码，是一个不可变集合：

java 复制代码

default List<T> toList() {
     return (List<T>) Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>(Arrays.asList(this.toArray())));
 }

2、解决方式一

使用 new ArrayList<>(Collection) 复制

java 复制代码

List<String> immutableList = List.of("A", "B", "C");
ArrayList<String> mutableList = new ArrayList<>(immutableList); // ✅ 复制数据

3、解决方式二

直接使用传统的Collectors.toList()

java 复制代码

List<ClusterJob> jobs = result.get().getJobs()
         .stream()
         .sorted(Comparator.comparing(ClusterJob::getOrderUpdateTime).reversed())
         .collect(Collectors.toList());
ClusterJobResponse response = new ClusterJobResponse();
response.setJobs((ArrayList<ClusterJob>) jobs);

4、关于不可变集合的补充

4.1 JDK8和9的对比

不可变集合（Immutable Collections）是指创建后内容不可修改的集合 ，任何尝试修改（add、remove、set）的操作都会抛出 UnsupportedOperationException

Java 8 及之前：使用 Collections.unmodifiableXXX() 做一个包装（只是视图，底层数据仍可能被修改）
Java 9+：新增 List.of(), Set.of(), Map.of() 等工厂方法（真正的不可变集合）

java 复制代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> original = new ArrayList<>();
        original.add("A");
        original.add("B");
        List<String> unmodifiable = Collections.unmodifiableList(original);
        // 成功
        original.add("C");
        // UnsupportedOperationException
        unmodifiable.add("C");
    }
}

如上，使用Collections.unmodifiableList包装后得到的集合，其不可被更新，但原始被包装的集合，还是可以更改

Java9+以后，创建不可变集合：

java 复制代码

List<String> immutableList = List.of("A", "B", "C");  
Set<Integer> immutableSet = Set.of(1, 2, 3);  
Map<String, Integer> immutableMap = Map.of("A", 1, "B", 2);  

// 空集合
List<String> emptyList = List.of();  
Map<String, Integer> emptyMap = Map.of();

此时的集合，不可被更新，自然也不能被类型转换，如 (ArrayList) List.of(...) 会抛异常，推荐使用这种方式，内存占用更小，性能更好

4.2 相关源码

核心类：ImmutableCollections

throw UnsupportedOperationException在日常开发用的也很多，一个接口，不同的策略，有时候某一个实现类并不需要实现接口的某一个方法，此时可以直接抛这个异常

4.3 不可变集合的使用场景

用于定义一些存放固定值的常量或者成员变量：

java 复制代码

public static final List<String> COUNTRIES = List.of("China", "US", "UK");

java 复制代码

private static final Map<String, Integer> CACHE = Map.of(
    "VIP", 100,
    "NORMAL", 10
);

用于防御性拷贝，List.copyOf创建不可变副本，此时，哪怕后面original被改变了，我自己还是不受影响

java 复制代码

public void processData(List<String> original) {
    List<String> safeCopy = List.copyOf(original); // 创建不可变副本
    // 安全使用 safeCopy
}

当然，以下这个写法也行

java 复制代码

List<String> original = new ArrayList<>();
List<String> listNew = new ArrayList<>(original);

new ArrayList<>(original) 和 List.copyOf(original) 都会创建独立副本，后续对 original 的修改不会影响副本，区别是：前者返回的一个可变集合，后者则是一个严格的不可变集合