Java中的不可變集合,咱們換個方式理解!!!

不可變集合例:

public static final ImmutableSet<String> COLOR_NAMES = ImmutableSet.of(
        "red",
        "orange",
        "yellow",
        "green",
        "blue",
        "purple");

class Foo {
    Set<Bar> bars;
    Foo(Set<Bar> bars) {
        this.bars = ImmutableSet.copyOf(bars); // defensive copy!
    }
}

爲何要使用不可變集合

不可變對象有不少優勢,包括:java

  • 當對象被不可信的庫調用時,不可變形式是安全的;
  • 不可變對象被多個線程調用時,不存在競態條件問題
  • 不可變集合不須要考慮變化,所以能夠節省時間和空間。全部不可變的集合都比它們的可變形式有更好的內存利用率(分析和測試細節);
  • 不可變對象由於有固定不變,能夠做爲常量來安全使用。

建立對象的不可變拷貝是一項很好的防護性編程技巧。Guava爲全部JDK標準集合類型和Guava新集合類型都提供了簡單易用的不可變版本。
JDK也提供了Collections.unmodifiableXXX方法把集合包裝爲不可變形式,但咱們認爲不夠好:面試

  • 笨重並且累贅:不能溫馨地用在全部想作防護性拷貝的場景;
  • 不安全:要保證沒人經過原集合的引用進行修改,返回的集合纔是事實上不可變的;
  • 低效:包裝過的集合仍然保有可變集合的開銷,好比並發修改的檢查、散列表的額外空間,等等。

若是你沒有修改某個集合的需求,或者但願某個集合保持不變時,把它防護性地拷貝到不可變集合是個很好的實踐。算法

重要提示:全部Guava不可變集合的實現都不接受null值。咱們對Google內部的代碼庫作過詳細研究,發現只有5%的狀況須要在集合中容許null元素,剩下的95%場景都是遇到null值就快速失敗。若是你須要在不可變集合中使用null,請使用JDK中的Collections.unmodifiableXXX方法。更多細節建議請參考「使用和避免null」。spring

怎麼使用不可變集合

不可變集合能夠用以下多種方式建立:數據庫

  • copyOf方法,如ImmutableSet.copyOf(set);
  • of方法,如ImmutableSet.of(「a」, 「b」, 「c」)或 ImmutableMap.of(「a」, 1, 「b」, 2);
  • Builder工具,如
public static final ImmutableSet<Color> GOOGLE_COLORS =
        ImmutableSet.<Color>builder()
            .addAll(WEBSAFE_COLORS)
            .add(new Color(0, 191, 255))
            .build();

此外,對有序不可變集合來講,排序是在構造集合的時候完成的,如:編程

ImmutableSortedSet.of("a", "b", "c", "a", "d", "b");

會在構造時就把元素排序爲a, b, c, d。設計模式

比想象中更智能的copyOf

請注意,ImmutableXXX.copyOf方法會嘗試在安全的時候避免作拷貝——實際的實現細節不詳,但一般來講是很智能的,好比:緩存

ImmutableSet<String> foobar = ImmutableSet.of("foo", "bar", "baz");
thingamajig(foobar);

void thingamajig(Collection<String> collection) {
    ImmutableList<String> defensiveCopy = ImmutableList.copyOf(collection);
    ...
}

在這段代碼中,ImmutableList.copyOf(foobar)會智能地直接返回foobar.asList(),它是一個ImmutableSet的常量時間複雜度的List視圖。
做爲一種探索,ImmutableXXX.copyOf(ImmutableCollection)會試圖對以下狀況避免線性時間拷貝:安全

  • 在常量時間內使用底層數據結構是可能的——例如,ImmutableSet.copyOf(ImmutableList)就不能在常量時間內完成。
  • 不會形成內存泄露——例如,你有個很大的不可變集合ImmutableList
    hugeList, ImmutableList.copyOf(hugeList.subList(0, 10))就會顯式地拷貝,以避免沒必要要地持有hugeList的引用。
  • 不改變語義——因此ImmutableSet.copyOf(myImmutableSortedSet)會顯式地拷貝,由於和基於比較器的ImmutableSortedSet相比,ImmutableSet對hashCode()和equals有不一樣語義。
    在可能的狀況下避免線性拷貝,能夠最大限度地減小防護性編程風格所帶來的性能開銷。

asList視圖

全部不可變集合都有一個asList()方法提供ImmutableList視圖,來幫助你用列表形式方便地讀取集合元素。例如,你可使用sortedSet.asList().get(k)從ImmutableSortedSet中讀取第k個最小元素。數據結構

asList()返回的ImmutableList一般是——並不老是——開銷穩定的視圖實現,而不是簡單地把元素拷貝進List。也就是說,asList返回的列表視圖一般比通常的列表平均性能更好,好比,在底層集合支持的狀況下,它老是使用高效的contains方法。

最後

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