如何进行ImmutableList的原理分析
这期内容当中小编将会给大家带来有关如何进行Immutable List的原理分析,文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述,阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。
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Immutable List,顾名思义,就是,啥,不明白 Immutable 是什么意思?一成不变的意思,所以 Immutable List 就是一个不可变的 List 类,这意味着该 List 声明后,它的内容就是固定的,不可增删改的。
如果对不可变类比较陌生的话,可以先点击下面的链接查看我之前写的另外一篇文章。
这次要说不明白immutable类,我就怎么地
如果尝试对 List 中的元素进行增加、删除或者更新,就会抛出 UnsupportedOperationException 异常。
另外,Immutable List 中的元素是非 null 的,如果使用 null 来创建 Immutable List,则会抛出 NullPointerException;如果尝试在 Immutable List 中添加 null 元素,则会抛出 UnsupportedOperationException。
那 Immutable List 有什么好处呢?
它是线程安全的;
它是高效的;
因为它是不可变的,就可以像 String 一样传递给第三方类库,不会发生任何安全问题。
那接下来,我们来看一下,如何创建 Immutable List。注意,源码是基于 JDK14 的。
01、借助原生 JDK
Collections 类的 unmodifiableList()
方法可以创建一个类似于 Immutable List 的 UnmodifiableList 或者 UnmodifiableRandomAccessList,都是不可修改的。
public static List unmodifiableList(List extends T> list) {
return (list instanceof RandomAccess ?
new Collections.UnmodifiableRandomAccessList<>(list) :
new Collections.UnmodifiableList<>(list));
}
来看一下使用方法:
List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("沉默王二", "沉默王三", "沉默王四"));
List unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);
我们尝试往 unmodifiableList 中添加元素“沉默王五”:
unmodifiableList.add("沉默王五");
运行后会抛出 UnsupportedOperationException 异常:
Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at java.base/java.util.Collections$UnmodifiableCollection.add(Collections.java:1062)
at com.cmower.mkyong.immutablelist.ImmutableListDemo.main(ImmutableListDemo.java:16)
02、借助 Java 9
Java 9 的时候,List 类新增了一个 of()
静态工厂方法,可以用来创建不可变的 List。先来看一下源码:
static List of(E e1, E e2, E e3) {
return new ImmutableCollections.ListN<>(e1, e2, e3);
}
of()
方法有很多变体,比如说:
static List of(E e1) {
return new ImmutableCollections.List12<>(e1);
}
static List of(E e1, E e2) {
return new ImmutableCollections.List12<>(e1, e2);
}
static List of(E e1, E e2, E e3, E e4) {
return new ImmutableCollections.ListN<>(e1, e2, e3, e4);
}
static List of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5) {
return new ImmutableCollections.ListN<>(e1, e2, e3, e4, e5);
}
static List of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5, E e6, E e7, E e8, E e9, E e10) {
return new ImmutableCollections.ListN<>(e1, e2, e3, e4, e5,
e6, e7, e8, e9, e10);
}
该方法的设计者也挺有意思的,of()
方法的参数,从 0 到 10 都有一个相同签名的重载方法。
甚至当参数是可变的时候,使用 switch 语句对参数的个数进行了判断,然后调用不同的重载方法:
static List of(E... elements) {
switch (elements.length) { // implicit null check of elements
case 0:
@SuppressWarnings("unchecked")
var list = (List) ImmutableCollections.ListN.EMPTY_LIST;
return list;
case 1:
return new ImmutableCollections.List12<>(elements[0]);
case 2:
return new ImmutableCollections.List12<>(elements[0], elements[1]);
default:
return new ImmutableCollections.ListN<>(elements);
}
}
不管是 ImmutableCollections.List12 还是 ImmutableCollections.ListN,它们都是 final 的,并且继承了 AbstractImmutableList,里面的元素也是 final 的。
static final class List12 extends ImmutableCollections.AbstractImmutableList
implements Serializable {
@Stable
private final E e0;
@Stable
private final E e1;
}
static final class ListN extends ImmutableCollections.AbstractImmutableList
implements Serializable {
// EMPTY_LIST may be initialized from the CDS archive.
static @Stable List> EMPTY_LIST;
static {
VM.initializeFromArchive(ImmutableCollections.ListN.class);
if (EMPTY_LIST == null) {
EMPTY_LIST = new ImmutableCollections.ListN<>();
}
}
@Stable
private final E[] elements;
}
好了,来看一下使用方法吧:
final List unmodifiableList = List.of("沉默王二", "沉默王三", "沉默王四");
unmodifiableList.add("沉默王五");
ImmutableCollections 的内部类 ListN 或者 List12 同样不可修改,使用 add()
方法添加元素同样会在运行时抛出异常:
Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at java.base/java.util.ImmutableCollections.uoe(ImmutableCollections.java:73)
at java.base/java.util.ImmutableCollections$AbstractImmutableCollection.add(ImmutableCollections.java:77)
at com.cmower.mkyong.immutablelist.ImmutableListDemo.main(ImmutableListDemo.java:20)
03、借助 Guava
Guava 工程包含了若干被 Google 的 Java 项目广泛依赖的核心库,例如:集合 [collections] 、缓存 [caching] 、原生类型支持 [primitives support] 、并发库 [concurrency libraries] 、通用注解 [common annotations] 、字符串处理 [string processing] 、I/O 等等。所有这些工具每天都在被 Google 的工程师应用在产品服务中。
在实际的项目实战当中,Guava 类库的使用频率真的蛮高的,因此我们需要在项目中先引入 Guava 的 Maven 依赖。
com.google.guava
guava
28.1-jre
Guava 定了一个 ImmutableList 类,它的声明方式如下所示:
@GwtCompatible(serializable = true, emulated = true)
@SuppressWarnings("serial") // we're overriding default serialization
public abstract class ImmutableList extends ImmutableCollection
implements List, RandomAccess {
}
它的类结构关系如下所示:
java.lang.Object
↳ java.util.AbstractCollection
↳ com.google.common.collect.ImmutableCollection
↳ com.google.common.collect.ImmutableList
ImmutableList 类的 copyOf()
方法可用于创建一个不可变的 List 对象:
List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("沉默王二", "沉默王三", "沉默王四"));
List unmodifiableList = ImmutableList.copyOf(list);
unmodifiableList.add("沉默王五");
ImmutableList 同样不允许添加元素,add()
方法在执行的时候会抛出 UnsupportedOperationException 异常:
Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at com.google.common.collect.ImmutableCollection.add(ImmutableCollection.java:244)
at com.cmower.mkyong.immutablelist.ImmutableListDemo.main(ImmutableListDemo.java:25)
ImmutableList 类的 of()
方法和 Java 9 的 of()
方法类似,同样有很多相同签名的重载方法,使用方法也完全类似:
List unmodifiableList = ImmutableList.of("沉默王二", "沉默王三", "沉默王四");
ImmutableList 类还提供了 builder 模式,既可以在创建的时候添加元素,也可以基于已有的 List 创建,还可以将两者混合在一起。
ImmutableList iList = ImmutableList.builder()
.add("沉默王二", "沉默王三", "沉默王四")
.build();
List list = List.of("沉默王二", "沉默王三", "沉默王四");
ImmutableList iList = ImmutableList.builder()
.addAll(list)
.build();
List list = List.of("沉默王二", "沉默王三", "沉默王四");
ImmutableList iList = ImmutableList.builder()
.addAll(list)
.add("沉默王五")
.build();
04、Collections.unmodifiableList() 和 ImmutableList 有什么区别?
Collections.unmodifiableList()
基于原有的 List 创建了一个不可变的包装器,该包装器是不可修改的,但是,我们可以通过对原有的 List 进行修改,从而影响到包装器,来看下面的示例:
List list = new ArrayList<>();
list.add("沉默王二");
List iList = Collections.unmodifiableList(list);
list.add("沉默王三");
list.add("沉默王四");
System.out.println(iList);
程序输出的结果如下所示:
[沉默王二, 沉默王三, 沉默王四]
但如果我们通过 ImmutableList 类创建一个不可变 List,原有 List 的改变并不会影响到 ImmutableList。
List list = new ArrayList<>();
list.add("沉默王二");
ImmutableList iList = ImmutableList.copyOf(list);
list.add("沉默王三");
list.add("沉默王四");
System.out.println(iList);
程序输出的结果如下所示:
[沉默王二]
这是因为 ImmutableList 是在原有的 List 上进行了拷贝。
上述就是小编为大家分享的如何进行Immutable List的原理分析了,如果刚好有类似的疑惑,不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识,欢迎关注创新互联行业资讯频道。
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