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guava-Immutable（不可变集合）

article 2025/3/18 9:02:17

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：

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

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：
! [[Pasted image 20240909185634.png]]

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：
![[Pasted image 20240909190023.png]]
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。

在这里插入图片描述

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：

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

运行结果： ![[Pasted image 20240909190559.png]]
但是有一点瑕疵存在，我们去修改list，然后再观察unmodifiableList。

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：
在这里插入图片描述

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

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：

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);
    }
}