Java中的不可变与不可修改集合

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Java中的不可变与不可修改集合

在本教程中，我们将探讨Java中除了常见的_Collection_类之外的两种集合类型。众所周知，我们有三个核心集合类：Map、List_和_Set。它们有对应的不可修改和不可变版本。

在我们的示例中，我们涵盖了Java中的_Map_系列集合。_Collections.unmodifiableMap()和_Map.of()方法适用于_Map，而_Collections.unmodifiableList()、Collections.unmodifiableSet()、_List.of()_和_Set.of()_是_List_和_Set_集合类的相应实用方法。相同的概念也适用于_List_和_Set_集合类。

不可修改集合

不可修改集合是一个可变集合的包装器，它通过包装器引用阻止修改。我们可以通过使用实用方法来获得不可修改的引用，例如Java_Map_集合中的_unmodifiableMap()_：

Map`````<String, String>````` modifiableMap = new HashMap<>();
modifiableMap.put("name1", "Michael");
modifiableMap.put("name2", "Harry");

这里，_modifiableMap_是对映射集合的引用。我们在映射中放入了两对键值对。接下来，我们使用_Collections.unmodifiableMap()实用方法获得_unmodifiableMap：

Map`````<String, String>````` unmodifiableMap = Collections.unmodifiableMap(modifiableMap);

我们获得了对底层集合的新引用_unmodifiableMap_。这个不可修改的引用特别之处在于我们不能用它来添加或删除映射中的条目。但这并不影响底层集合或其他引用变量_modifiableMap_。我们仍然可以使用初始_modifiableMap_引用向集合中添加更多的键值对：

modifiableMap.put("name3", "Micky");

集合的更改也会通过新引用变量_unmodifiableMap_反映出来：

assertEquals(modifiableMap, unmodifiableMap);
assertTrue(unmodifiableMap.containsKey("name3"));

现在让我们尝试使用_unmodifiableMap_引用变量放入一个条目。预计操作将被禁止，并将抛出异常：

assertThrows(UnsupportedOperationException.class, () -> unmodifiableMap.put("name3", "Micky"));

两个引用_modifiableMap_和_unModifiableMap_指向内存中的同一个映射，但它们的行为不同。一个可以自由地操作映射，而另一个不能执行任何通过添加或删除项目来修改集合的操作。

不可变集合

不可变集合在其生命周期内保持不可变，没有任何可修改的引用指向它们。不可变集合解决了我们能够使用其他引用修改不可修改集合的问题。要在Java中创建_Immutable_集合，我们有实用方法_Map.of()或_List.of()。我们创建的任何新引用也将始终是不可变的：

@Test
public void givenImmutableMap_WhenPutNewEntry_ThenThrowsUnsupportedOperationException() {
    Map`````<String, String>````` immutableMap = Map.of("name1", "Michael", "name2", "Harry");

    assertThrows(UnsupportedOperationException.class, () -> immutableMap.put("name3", "Micky"));
}

当我们尝试向_immutableMap_放入一个条目时，我们会立即遇到_UnsupportedOperationException_异常。_Map.copyOf()_返回的引用指向底层映射，该映射也是不可变的：

@Test
public void givenImmutableMap_WhenUsecopyOf_ThenExceptionOnPut() {
    Map`````<String, String>````` immutableMap = Map.of("name1", "Michael", "name2", "Harry");
    Map`````<String, String>````` copyOfImmutableMap = Map.copyOf(immutableMap);

    assertThrows(UnsupportedOperationException.class, () -> copyOfImmutableMap.put("name3", "Micky"));
}

因此，如果我们想确保没有任何其他引用可以修改我们的集合，我们必须在Java中使用_Immutable_集合。

Java中的不可变与不可修改集合

Java中的不可变与不可修改集合

不可修改集合

不可变集合

不可变和不可修改集合的考虑

4.1. 线程安全

4.2. 性能

4.3. 可变对象

结论

不可变和不可修改集合的考虑

4.1. 线程安全

4.2. 性能

4.3. 可变对象

结论