不可变集合

一、不可变对象

对象的不可变形式是安全的：
1）在多线程条件下不存在竞态问题
2）不可变集合不需要考虑变化，节省空间和时间。不可变集合比可变形式有更好的内存利用率
3）不可变集合常做常量容器

创建对象的不可变拷贝是一种有效的防御性编程技巧，可以避免原来假想为不可变的对象被误改。

以ImmutableList 为例：

List<String> list = Lists.newArrayList();
list.add("FULL");
list.add("LOW");
final List<String> unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);
ImmutableList<String> copiedImmutableList = ImmutableList.copyOf(list);
System.out.println(list);
System.out.println(unmodifiableList);
System.out.println(copiedImmutableList);

list.add("NORMAL");
System.out.println(list);//[FULL, LOW, NORMAL]

/* 即使是包装后的 unmodifiableXX 维护的其实不是真正“不可变” 的元素*/
System.out.println(unmodifiableList); //[FULL, LOW, NORMAL]

/* copy 后的List 是不可变的 ，对原list的修改不会反应到copy后的List上来 */
System.out.println(copiedImmutableList); //[FULL, LOW]

二、UnmofiableList与ImmutableList

java.util.Collections#unmodifiableList(List< ? extends T> list )对List的包装得到的 UnmodifiableList 并不是真正的“不可变”，JDK仍然提供了unmodifiableList 的add()、addAll（）等增删改数据的API。（但是这些 API提供了也没有卵用，add后将会抛出java.lang.UnsupportedOperationException 异常）。但对list的add（）将会反映到unmodifiableList 上来。

List<String> list = Lists.newArrayList("green", "red");
List<String> unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);
// unmodifiableList.add("black");  
// will throw java.lang.UnsupportedOperationException
list.add("black"); // Ok 
System.out.println(unmodifiableList); //will print out words containing "black"

可见：虽然JDK也提供了Collections.unmodifiableXXX方法把集合包装为不可变形式，但
- 笨重而且累赘：不能舒适地用在所有想做防御性拷贝的场景；
- 不安全：要保证没人通过原集合的引用进行修改，返回的集合才是事实上不可变的（最重要原因）
- 低效：包装过的集合仍然保有可变集合的开销，比如并发修改的检查、散列表的额外空间，等等。

总结：不可变集合的场景：：：如果你没有修改某个集合的需求，或者希望某个集合保持不变时，把它防御性地拷贝到不可变集合是个很好的实践。

三、最佳实践

为了防止有人生硬地为不可变对象重新赋值，建议定义不可变集合为final变量：

final ImmutableList<String> copiedImmutableList = ImmutableList.copyOf(list);
copiedImmutableList = ImmutableList.of("red");

需要注意的是：所有Guava不可变集合的实现都不接受null值。

API: 构造不可变集合的方法：

• 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（推荐）

final ImmutableList<String> immutableList = ImmutableList.<String>builder()
    .add("green")
    .addAll(Lists.newArrayList("red", "black"))
    .build();
final ImmutableMap<String, Object> immutableMap = ImmutableMap.<String, Object>builder()
    .put("a", "1")
    .putAll(Maps.newHashMap())
    .build();

• 对有序不可变集合来说，排序是在构造集合的时候完成的，如
  ImmutableSortedSet.of(“a”, “b”, “c”, “a”, “d”, “b”)。既然不可变，肯定不能在原集合上排序，因为这样会改变原有的元素位置。

四、其余类型