不可變集合

范例

    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!
        }
    }

為什么要使用不可變集合

不可變對象有很多優(yōu)點，包括：

• 當(dāng)對象被不可信的庫調(diào)用時，不可變形式是安全的；
• 不可變對象被多個線程調(diào)用時，不存在競態(tài)條件問題
• 不可變集合不需要考慮變化，因此可以節(jié)省時間和空間。所有不可變的集合都比它們的可變形式有更好的內(nèi)存利用率（分析和測試細節(jié)）；
• 不可變對象因為有固定不變，可以作為常量來安全使用。

創(chuàng)建對象的不可變拷貝是一項很好的防御性編程技巧。Guava 為所有 JDK 標(biāo)準(zhǔn)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 方法把集合包裝為不可變形式，但我們認為不夠好：

• 笨重而且累贅：不能舒適地用在所有想做防御性拷貝的場景；
• 不安全：要保證沒人通過原集合的引用進行修改，返回的集合才是事實上不可變的；
• 低效：包裝過的集合仍然保有可變集合的開銷，比如并發(fā)修改的檢查、散列表的額外空間，等等。

如果你沒有修改某個集合的需求，或者希望某個集合保持不變時，把它防御性地拷貝到不可變集合是個很好的實踐。

重要提示：所有 Guava 不可變集合的實現(xiàn)都不接受 null 值。我們對 Google 內(nèi)部的代碼庫做過詳細研究，發(fā)現(xiàn)只有 5%的情況需要在集合中允許 null 元素，剩下的 95%場景都是遇到 null 值就快速失敗。如果你需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(jié)建議請參考“使用和避免 null”。

怎么使用不可變集合

不可變集合可以用如下多種方式創(chuàng)建：

• 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說，排序是在構(gòu)造集合的時候完成的，如：

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

會在構(gòu)造時就把元素排序為 a, b, c, d。

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做拷貝——實際的實現(xiàn)細節(jié)不詳，但通常來說是很智能的，比如：

    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 的常量時間復(fù)雜度的 List 視圖。

作為一種探索，ImmutableXXX.copyOf(ImmutableCollection)會試圖對如下情況避免線性時間拷貝：

• 在常量時間內(nèi)使用底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是可能的——例如，ImmutableSet.copyOf(ImmutableList)就不能在常量時間內(nèi)完成。
• 不會造成內(nèi)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，以免不必要地持有 hugeList 的引用。
• 不改變語義——所以 ImmutableSet.copyOf(myImmutableSortedSet)會顯式地拷貝，因為和基于比較器的 ImmutableSortedSet 相比，ImmutableSet對hashCode()和 equals 有不同語義。

在可能的情況下避免線性拷貝，可以最大限度地減少防御性編程風(fēng)格所帶來的性能開銷。

asList視圖

所有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，你可以使用 sortedSet.asList().get(k)從 ImmutableSortedSet 中讀取第 k 個最小元素。

asList()返回的 ImmutableList 通常是——并不總是——開銷穩(wěn)定的視圖實現(xiàn)，而不是簡單地把元素拷貝進 List。也就是說，asList 返回的列表視圖通常比一般的列表平均性能更好，比如，在底層集合支持的情況下，它總是使用高效的 contains 方法。

細節(jié)：關(guān)聯(lián)可變集合和不可變集合