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[Google Guava] 2.1-不可变集合  

2016-05-02 00:29:49|  分类: Java |  标签: |举报 |字号 订阅

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原文链接 译者:沈义扬

范例

01public static final ImmutableSet<String> COLOR_NAMES = ImmutableSet.of(
02        "red",
03        "orange",
04        "yellow",
05        "green",
06        "blue",
07        "purple");
08 
09class Foo {
10    Set<Bar> bars;
11    Foo(Set<Bar> bars) {
12        this.bars = ImmutableSet.copyOf(bars); // defensive copy!
13    }
14}

为什么要使用不可变集合

不可变对象有很多优点,包括:

  • 当对象被不可信的库调用时,不可变形式是安全的;
  • 不可变对象被多个线程调用时,不存在竞态条件问题
  • 不可变集合不需要考虑变化,因此可以节省时间和空间。所有不可变的集合都比它们的可变形式有更好的内存利用率(分析和测试细节);
  • 不可变对象因为有固定不变,可以作为常量来安全使用。

创建对象的不可变拷贝是一项很好的防御性编程技巧。Guava为所有JDK标准集合类型和Guava新集合类型都提供了简单易用的不可变版本。
 JDK也提供了Collections.unmodifiableXXX方法把集合包装为不可变形式,但我们认为不够好:

  • 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;
  • 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。

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。

重要提示:所有Guava不可变集合的实现都不接受null值。我们对Google内部的代码库做过详细研究,发现只有5%的情况需要在集合中允许null元素,剩下的95%场景都是遇到null值就快速失败。如果你需要在不可变集合中使用null,请使用JDK中的Collections.unmodifiableXXX方法。更多细节建议请参考“使用和避免null”

怎么使用不可变集合

不可变集合可以用如下多种方式创建:

  • 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
1public static final ImmutableSet<Color> GOOGLE_COLORS =
2        ImmutableSet.<Color>builder()
3            .addAll(WEBSAFE_COLORS)
4            .add(new Color(0191255))
5            .build();

此外,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:

1ImmutableSortedSet.of("a""b""c""a""d""b");

会在构造时就把元素排序为a, b, c, d。

比想象中更智能的copyOf

请注意,ImmutableXXX.copyOf方法会尝试在安全的时候避免做拷贝——实际的实现细节不详,但通常来说是很智能的,比如:

1ImmutableSet<String> foobar = ImmutableSet.of("foo""bar""baz");
2thingamajig(foobar);
3 
4void thingamajig(Collection<String> collection) {
5    ImmutableList<String> defensiveCopy = ImmutableList.copyOf(collection);
6    ...
7}

在这段代码中,ImmutableList.copyOf(foobar)会智能地直接返回foobar.asList(),它是一个ImmutableSet的常量时间复杂度的List视图。
作为一种探索,ImmutableXXX.copyOf(ImmutableCollection)会试图对如下情况避免线性时间拷贝:

  • 在常量时间内使用底层数据结构是可能的——例如,ImmutableSet.copyOf(ImmutableList)就不能在常量时间内完成。
  • 不会造成内存泄露——例如,你有个很大的不可变集合ImmutableList<String>
    hugeList, ImmutableList.copyOf(hugeList.subList(0, 10))就会显式地拷贝,以免不必要地持有hugeList的引用。
  • 不改变语义——所以ImmutableSet.copyOf(myImmutableSortedSet)会显式地拷贝,因为和基于比较器的ImmutableSortedSet相比,ImmutableSet对hashCode()和equals有不同语义。

在可能的情况下避免线性拷贝,可以最大限度地减少防御性编程风格所带来的性能开销。

asList视图

所有不可变集合都有一个asList()方法提供ImmutableList视图,来帮助你用列表形式方便地读取集合元素。例如,你可以使用sortedSet.asList().get(k)从ImmutableSortedSet中读取第k个最小元素。

asList()返回的ImmutableList通常是——并不总是——开销稳定的视图实现,而不是简单地把元素拷贝进List。也就是说,asList返回的列表视图通常比一般的列表平均性能更好,比如,在底层集合支持的情况下,它总是使用高效的contains方法。

细节:关联可变集合和不可变集合

可变集合接口属于JDK还是Guava不可变版本
CollectionJDKImmutableCollection
ListJDKImmutableList
SetJDKImmutableSet
SortedSet/NavigableSetJDKImmutableSortedSet
MapJDKImmutableMap
SortedMapJDKImmutableSortedMap
MultisetGuavaImmutableMultiset
SortedMultisetGuavaImmutableSortedMultiset
MultimapGuavaImmutableMultimap
ListMultimapGuavaImmutableListMultimap
SetMultimapGuavaImmutableSetMultimap
BiMapGuavaImmutableBiMap
ClassToInstanceMapGuavaImmutableClassToInstanceMap
TableGuavaImmutableTable

原创文章,转载请注明: 转载自并发编程网 – ifeve.com本文链接地址: [Google Guava] 2.1-不可变集合

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