1、为什么需要不可变集合

(1)保证线程安全:在并发程序中,使用Immutable既保证线程安全性,也大大增强了并发时的效率(跟并发锁方式相比)。尤其当一个对象是值对象时,更应该考虑采用Immutable方式;
(2)被不可信的类库使用时会很安全;
(3)如果一个对象不需要支持修改操作(mutation),将会节省空间和时间的开销;经过分析,所有不可变的集合实现都比可变集合更加有效地利用内存;
(4)可以当作一个常量来对待,并且这个对象在以后也不会被改变。

将一个对象复制一份成immutable的,是一个防御性编程技术。
2、JDK中提供的不可变集合:真的做到了不可变?

在JDK类库中很多集合(List、Set、Map等)都可以调用Collections类提供的静态方法unmodifiableXXX(…)来得到一个不可修改的视图,例如:

// 下面的代码利用Collections.unmodifiableList(list)得到一个不可修改的集合unmodifiableList List list = new ArrayList(); list.add("wyp"); list.add("good"); List unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list); System.out.println(unmodifiableList);//[wyp, good] unmodifiableList.add("add");

当unmodifiableList.add(“add”)时,运行代码将会出现以下异常:

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException at java.util.Collections$UnmodifiableCollection.add(Collections.java:1018) at com.wyp.test.testFiles(test.java:152) at com.wyp.test.main(test.java:160)

说明如果直接add是不可以的,符合不可变的定义。
一切看起来很不错,因为调用unmodifiableList.add()会抛出一个java.lang.UnsupportedOperationException。但如果有用户修改了list,会发生什么情况?在上述代码的下面加入以下代码:

list.add("add");
System.out.println(unmodifiableList);

当你再次打印unmodifiableList的时候,你会发现结果是[wyp, good, add],多了一个"add"元素。unmodifiableList不是不可变的吗?这显然不是我们期望的。

说明:Collections.unmodifiableList(…)实现的不是真正的不可变集合,当原始集合被修改后,不可变集合里面的元素也是跟着发生变化。
利用JDK类库中提供的unmodifiableXXX方法最少存在以下几点不足:

笨拙:因为你每次都得写那么多代码;
不安全:如果没有引用到原来的集合,这种情况之下才会返回唯一真正永恒不变的集合;
效率很低:返回的不可修改的集合数据结构仍然具有可变集合的所有开销。

3、Guava提供的Immutable:真正的不可变集合

Guava类库中提供的Immutable才是真正的不可修改的集合

import com.google.common.collect.ImmutableList;
ImmutableList immutableList = ImmutableList.of("wyp", "good");

当你往immutableList 中添加元素,也会抛出java.lang.UnsupportedOperationException异常;

修改原集合后,immutable集合不变:

public void testImmutable(){
ArrayList<String> stringArrayList = Lists.newArrayList("wo","bu","ke","bian");
ImmutableList<String> immutableList = ImmutableList.copyOf(stringArrayList);
// 尝试add: java.lang.UnsupportedOperationException
// immutableList.add("!!!");

 // 尝试修改原集合:immutableList不变,还是 [wo, bu, ke, bian]
    stringArrayList.add("!!!");
    System.out.println(immutableList);
  }

在FSImageFormatPBINode.java Hadoop源码中也用到了。

  public static ImmutableList<AclEntry> loadAclEntries(
        AclFeatureProto proto, final String[] stringTable) {
      ImmutableList.Builder<AclEntry> b = ImmutableList.builder();
      for (int v : proto.getEntriesList()) {
        int p = v & ACL_ENTRY_PERM_MASK;
        int t = (v >> ACL_ENTRY_TYPE_OFFSET) & ACL_ENTRY_TYPE_MASK;
        int s = (v >> ACL_ENTRY_SCOPE_OFFSET) & ACL_ENTRY_SCOPE_MASK;
        int nid = (v >> ACL_ENTRY_NAME_OFFSET) & ACL_ENTRY_NAME_MASK;
        String name = stringTable[nid];
        b.add(new AclEntry.Builder().setName(name)
            .setPermission(FSACTION_VALUES[p])
            .setScope(ACL_ENTRY_SCOPE_VALUES[s])
            .setType(ACL_ENTRY_TYPE_VALUES[t]).build());
      }
      return b.build();
    }