什么是不可變集合

不可變集合，英文叫 immutable，顧名思義就是說集合是不可被修改的。集合的數據項是在創建的時候提供，并且在整個生命周期中都不可改變。

為什么要用不可變集合？

第一：防御性編程需要

我有一個集合，你拿來使用，鬼知道你會不會亂搞，往集合里添加不合適的元素，或者隨便刪除元素，我不放心，對，就是不信你，我的集合我做主，給你個不可變的吧，這樣你就不可能亂搞我的集合了，我就放心了，不擔心你的操作給我帶來風險 。官方解釋：防御，defensive programming，聽起來高級不？

第二：線程安全

沒有買賣就沒有殺害！

集合是不可變的，不讓你有變化，不可能有變化。沒有變化，就沒有競態條件，多少個線程來都是一個樣，安全，就是***安全。

第三：節省開銷

不需要支持可變性，可以盡量節省空間和時間的開銷， 所有的不可變集合實現都比可變集合更加有效的利用內存。

JDK9 之前的實現

Collections提供了一組方法把可變集合封裝成不可變集合：

但這玩意兒有問題，舉個例子：

List<String> list = new ArrayList<String>();
  list.add("a");
  list.add("b");
  list.add("c");
  
  List<String> unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);
  list.add("d");
  System.out.println(unmodifiableList);

這個輸出的結果居然是 [a,b,c,d]。

what ? 這不就變了嗎，我要的是不可變集合啊，這坑爹的玩意兒。有兄弟說了，那我切斷 list 的引用是不就行了？

List<String> list = new ArrayList<String>();
  list.add("a");
  list.add("b");
  list.add("c");
  
  List<String> unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);
  list.add("d");
  list = null;
  System.out.println(unmodifiableList);

呵呵，不行，輸出仍然是  [a,b,c,d]  果然坑爹，而且你發現沒有，編碼也比較麻煩，還得用 Collections 間接轉一下。

Collections.unmodifiableList 實現的不是真正的不可變集合，當原始集合修改后，不可變集合也發生變化。此外，它返回的數據結構本質仍舊是原來的集合類，所以它的操作開銷，包括并發下修改檢查，hash table 里的額外數據空間都和原來的集合是一樣的。

由于這些問題，JDK9 出了些新的生成不可變集合的方法，比如：

• List.of
• Set.of
• Map.of
• ......

確實可以直接生成不可變集合，編碼也比較方便了：

List<String> immutableList= List.of("a", "b", "c");

如果你要修改集合會拋出異常 java.lang.UnsupportedOperationException：

immutableList.add("d");

but；

List<String> list = new ArrayList<String>();
  list.add("a");
  list.add("b");
  list.add("c");

  List<List<String>> list1 = List.of(list);
  list.add("d");
  System.out.println(list1);

上面代碼的輸出仍然是 : [a,b,c,d]；

當然我們不是說人家 api 是錯的，人家就是這么設計的（愛信不信），可我感覺不爽，如果不小心可能會犯錯，本來是防御性編程，搞不好干成跑路性編程了。

再次強調，不是說人家 JDK 設計錯了，人家就是這么設計的，你的明白？當然不爽的還有 google 的工程師們，所以我們下面介紹下拿起鍵盤自己解決問題的 google 工程師們寫的 guava 是怎么解決問題的。

Guava

來，我們接著上面的那個例子，直接寫個 Guava 版本的你自己體會下：

List<String> list = new ArrayList<String>();
  list.add("a");
  list.add("b");
  list.add("c");

  ImmutableList<String> strings = ImmutableList.copyOf(list);
  list.add("d");

  System.out.println(strings);

輸出終于如我所愿的是 : [a,b,c] 了。

無論是從命名、語義、結果、代碼可讀性是不是都比 JDK 版本的好很多？這樣的代碼讓我感覺世界又美好了一些。

美好的東西都想擁有，但問題來了， Guava 針對哪些集合提供了哪些對應的不可變集合類呢，這里我們給大家整理了一下：

介紹幾個方法：

• of 方法，用法是一脈相承的，就是構建集合用的
• copyOf ，上面例子中出現過，官方文檔上說它是智能的，比如它可以判斷參數是不是一個 immutable 對象，這樣可以避免做拷貝

JDK10

List<String> list = new ArrayList<String>();
  list.add("a");
  list.add("b");
  list.add("c");

  List<String> strings = List.copyOf(list);

  list.add("d");
  System.out.println(strings);

以上代碼在 JDK10 以上版本輸出  ：[a,b,c]，主要是因為 copyOf 方法是 10 以上版本才有的。

你看，JDK 也一直在進步，所以如果你用的是 JDK10 以及上版本，是不是要用 Guava 在這個具體功能點上就是可選的了。

最后

整體對比起來，我的個人感覺是在不可變集合的操作上 Guava 的 API 更好用一些，當然庫的使用因人而異，用 JDK 原生的也沒毛病，畢竟依賴更少，學習成本也小。

我們總說要改革、要進步，而真正的改革往往都不是自上而下的，很多都是自下而上的被推動著前進 ，如果沒有 Guava，沒有開源社區的很多優秀的庫和組件，JDK 會不會把這些優秀的建議吸取進來？我不知道，但至少 JAVA 也一直在進步，也希望它越來越好。