【从零开始学Java | 第三十篇】不可变集合

前言

在日常的 Java 开发中，我们经常遇到这样的场景：你写了一个方法，返回一个包含了系统核心配置参数的普通的 ArrayList，其他调用者就可以随意地调用 .add() 或 .remove() 方法，悄悄篡改你的核心数据。**不可变集合（Immutable Collections）**就可以解决这个问题。

一、什么是不可变集合？

不可变集合就是一旦被创建，它的内容（元素数量、具体元素）就绝对不能再被修改的集合。你不能向里面添加新元素，不能删除老元素，也不能替换现有的元素。

应用场景：

绝对的线程安全：因为数据不能被修改，所以多个线程同时读取它时，永远不需要加锁，没有任何并发冲突。

防御性编程：将不可变集合作为返回值传递给第三方模块，可以保证你的底层数据不会被恶意或无意地篡改。

更高的内存效率：不可变集合在底层不需要像 ArrayList 那样预留冗余空间来应对未来的扩容，它的内存占用更加紧凑。

二、不可变集合使用方式

方法名	说明
staitc <E> List<E> of(E...elements)	创建一个不可变List集合对象
staitc <E> Set<E> of(E...elements)	创建一个不可变Set集合对象
staitc <K, V> Map<K, V> of(E...elements)	创建一个不可变Map集合对象

1.List不可变集合

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> l = List.of("张三", "李四", "王五");
        System.out.println(l);
        l.remove("张三");//报错：UnsupportedOperationException
    }
}

2.Set不可变集合

与List创建有异曲同工之妙。

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> l = Set.of("张三", "李四", "王五");
        System.out.println(l);
        l.remove("张三");//报错：UnsupportedOperationException
    }
}

细节：Set集合中不能有重复的元素

当我创建有重复元素的Set集合对象时：

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> s = Set.of("张三", "李四", "王五", "张三");
        System.out.println(s);
    }
}

3.Map不可变集合

细节1：Map和Set一样不能创建有重复元素的集合对象。

细节2：使用Map.of()创建Map集合对象时，最多存放10个键值对对象。

正确使用方法①：

Map.ofEntries()

如何理解这段代码呢？

首先我们知道可变参数在底层其实就是数组，而Map.ofEntries()其中要传的参数是Entry类型

核心思想就是把Map类型的对象转换为Set再转换为Entry类型的数组。

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> hm = new HashMap<>();
        hm.put("001", "张三");
        hm.put("002", "李四");
        hm.put("003", "王五");

        Set<Map.Entry<String, String>> entries = hm.entrySet();

        Map.Entry[] array = entries.toArray(new Map.Entry[0]);
        Map<String, String> m = Map.ofEntries(array);
        
    }
}

正确使用方法②：

上面的太晦涩难懂了，因此在Java 10提出了copyOf()方法替代了上面的老旧方法。

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> hm = new HashMap<>();
        hm.put("001", "张三");
        hm.put("002", "李四");
        hm.put("003", "王五");

//        Set<Map.Entry<String, String>> entries = hm.entrySet();
//
//        Map.Entry[] array = entries.toArray(new Map.Entry[0]);
//        Map<String, String> m = Map.ofEntries(array);
//
        Map<String, String> m = Map.copyOf(hm);
    }
}