java9新特性-新增只读集合和工厂方法

jwang2025-07-212026-01-23

java 9 List，Set 和 Map 接口中，新的静态工厂方法可以创建这些集合的不可变实例。

这些工厂方法可以以更简洁的方式来创建集合。

旧方法创建

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
 
public class Tester {
   public static void main(String []args) {
      Set<String> set = new HashSet<>();
      set.add("A");
      set.add("B");
      set.add("C");
      set = Collections.unmodifiableSet(set);
      System.out.println(set);
      List<String> list = new ArrayList<>();
 
      list.add("A");
      list.add("B");
      list.add("C");
      list = Collections.unmodifiableList(list);
      System.out.println(list);
      Map<String, String> map = new HashMap<>();
 
      map.put("A","Apple");
      map.put("B","Boy");
      map.put("C","Cat");
      map = Collections.unmodifiableMap(map);
      System.out.println(map);
   }
}

Java 8 创建不可变集合

在 Java 9 之前要创建一个只读集合，通常需要通过将可变集合转换为不可变集合的方式来实现，即使用Collections.unmodifiableXXX()，其中XXX可以是List、Set或Map，例如要创建一个只读 List：

@Test
public void test() {
    List<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("死磕 Java 新特性");
    list.add("死磕 Netty");
 
    // 转换为只读集合
    list = Collections.unmodifiableList(list);
}

使用 Collections.unmodifiableList() 将 List 转换为不可变集合，如果我们使用 add() 来添加元素，会报 UnsupportedOperationException 异常信息
这种方式虽然有效，但是比较麻烦，它需要额外的步骤来处理，而且容易出错

Java 9 创建不可变集合

为了解决 Java 8 的问题，Java 9 引入不可变集合和对应的工厂方法，目的就在于提供更安全、更高效的方式来创建不可变集合，同时确保原始集合无法被修改。

static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3);
static <E> Set<E>  of(E e1, E e2, E e3);
static <K,V> Map<K,V> of(K k1, V v1, K k2, V v2, K k3, V v3);
static <K,V> Map<K,V> ofEntries(Map.Entry<? extends K,? extends V>... entries)

List 和 Set 接口, of(…) 方法重载了 0 ~ 10 个参数的不同方法。
Map 接口, of(…) 方法重载了 0 ~ 10 个参数的不同方法。
Map 接口如果超过 10 个参数, 可以使用 ofEntries(…) 方法。

看到这么多重载方法是不是有点儿懵逼，感觉是不是只需要有 of() 和 of(E… elements) 这两个方法就可以了，从实现的效果上来说，确实是可以。of(E… elements) 确实是一个非常灵活的方法，可以适用于多种情况，但是Java 9 引入多个重载的 List.of() 方法并不是为了提供不同数量的参数选择的灵活性，而是为了性能和可读性的考虑。每个 List.of()方法的重载版本都是针对特定的参数数量进行了优化，以提高性能和代码清晰度。当使用 of(E… elements) 时，Java运行时需要创建一个数组以容纳传递的元素（Java 的可变参数，会被编译器转型为一个数组），这可能会引入一些额外的开销，尤其是在创建小型 List 时。而多个重载的 List.of() 方法避免了这种开销，因为它们直接接受参数，而无需创建数组。所以，看着懵逼，但是性能杠杠的

不可变的 List 特征

这些列表是不可变的。调用任何改变 List 的方法（如add()、remove()、replaceAll()、clear()），都会抛出 UnsupportedOperationException
它们不允许 null 元素。尝试添加 null 元素将导致 NullPointerException
列表中元素的顺序与提供的参数或提供的数组中的元素的顺序相同

实例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.AbstractMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
 
public class Tester {

   public static void main(String []args) {
      Set<String> set = Set.of("A", "B", "C");      
      System.out.println(set);
      List<String> list = List.of("A", "B", "C");
      System.out.println(list);
      Map<String, String> map = Map.of("A","Apple","B","Boy","C","Cat");
      System.out.println(map);
  
      Map<String, String> map1 = Map.ofEntries (
         new AbstractMap.SimpleEntry<>("A","Apple"),
         new AbstractMap.SimpleEntry<>("B","Boy"),
         new AbstractMap.SimpleEntry<>("C","Cat"));
      System.out.println(map1);
   }
}