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JDK中提供的不可变集合真的做到了不可变吗？

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 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。

参考链接：https://www.jianshu.com/p/bf2623f18d6a

JDK中的不可变集合:Collections.unmodifiableXXX

在Java中，生成不可变集合主要是通过java.util包下的Collections工具类提供的方法。该类提供了很多生成不可变集合的方法，下面列举几个。

我们就来研究其中的一个方法unmodifiableCollection

    /*** Returns an <a href="Collection.html#unmodview">unmodifiable view</a> of the* specified collection. Query operations on the returned collection "read through"* to the specified collection, and attempts to modify the returned* collection, whether direct or via its iterator, result in an* {@code UnsupportedOperationException}.<p>** The returned collection does <i>not</i> pass the hashCode and equals* operations through to the backing collection, but relies on* {@code Object}'s {@code equals} and {@code hashCode} methods.  This* is necessary to preserve the contracts of these operations in the case* that the backing collection is a set or a list.<p>** The returned collection will be serializable if the specified collection* is serializable.** @param  <T> the class of the objects in the collection* @param  c the collection for which an unmodifiable view is to be*         returned.* @return an unmodifiable view of the specified collection.*/public static <T> Collection<T> unmodifiableCollection(Collection<? extends T> c) {return new UnmodifiableCollection<>(c);}

通过方法签名可以看出，返回类型还是java.util包下常见的集合类型，但是他却是不可变的集合，它到底是如何做到的呢？

你要想知道什么是不可变集合，那我就带你研究。

我们一看方法中的内容就只是返回了一个UnmodifiableCollection对象，那我们就来研究一下这个UnmodifiableCollection类吧

UnmodifiableCollection类

  static class UnmodifiableCollection<E> implements Collection<E>, Serializable {private static final long serialVersionUID = 1820017752578914078L;final Collection<? extends E> c;UnmodifiableCollection(Collection<? extends E> c) {if (c==null)throw new NullPointerException();this.c = c;}public int size()                          {return c.size();}public boolean isEmpty()                   {return c.isEmpty();}public boolean contains(Object o)          {return c.contains(o);}public Object[] toArray()                  {return c.toArray();}public <T> T[] toArray(T[] a)              {return c.toArray(a);}public <T> T[] toArray(IntFunction<T[]> f) {return c.toArray(f);}public String toString()                   {return c.toString();}public Iterator<E> iterator() {return new Iterator<E>() {private final Iterator<? extends E> i = c.iterator();public boolean hasNext() {return i.hasNext();}public E next()          {return i.next();}public void remove() {throw new UnsupportedOperationException();}@Overridepublic void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {// Use backing collection versioni.forEachRemaining(action);}};}public boolean add(E e) {throw new UnsupportedOperationException();}public boolean remove(Object o) {throw new UnsupportedOperationException();}public boolean containsAll(Collection<?> coll) {return c.containsAll(coll);}public boolean addAll(Collection<? extends E> coll) {throw new UnsupportedOperationException();}public boolean removeAll(Collection<?> coll) {throw new UnsupportedOperationException();}public boolean retainAll(Collection<?> coll) {throw new UnsupportedOperationException();}public void clear() {throw new UnsupportedOperationException();}// Override default methods in Collection@Overridepublic void forEach(Consumer<? super E> action) {c.forEach(action);}@Overridepublic boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {throw new UnsupportedOperationException();}@SuppressWarnings("unchecked")@Overridepublic Spliterator<E> spliterator() {return (Spliterator<E>)c.spliterator();}@SuppressWarnings("unchecked")@Overridepublic Stream<E> stream() {return (Stream<E>)c.stream();}@SuppressWarnings("unchecked")@Overridepublic Stream<E> parallelStream() {return (Stream<E>)c.parallelStream();}}

一看这个类的内容，好家伙，居然用了装饰者模式，它本身实现了Collection接口，同时在内部持有一个Collection对象。而构造方法就是把传入进来的集合对象赋值给自己持有的Collection对象。接着就是装饰自己类的内部方法了，对于那些可以做修改操作的方法都进行了重新改造了，比如add，remove等方法，直接抛出UnsupportedOperationException异常。而对于不影响集合内容的方法，则直接委托给了持有的Collection对象。好家伙，又学到了一手装饰者模式了，JDK中还是用到蛮多设计模式的。

     @Testvoid test(){List<String> list = new ArrayList<>();list.add("a");list.add("b");Collection<String> unmodifiableCollection = Collections.unmodifiableCollection(list);unmodifiableCollection.add("c");}

运行的时候我们就可以发现会报java.lang.UnsupportedOperationException的异常。

但是我们自己研究就可以发现，这里说的不可变不是真正意义上的不可变，如果你只能拿到返回的UnmodifiableCollection对象，那确实是不可变的；但是如果你能拿到传进来的Collection对象，因为是引用，所以如果Collection对象变了，UnmodifiableCollection对象也会发生变化。我们来用代码演示一下吧。

     @Testvoid test(){List<String> list = new ArrayList<>();list.add("a");list.add("b");Collection<String> unmodifiableCollection = Collections.unmodifiableCollection(list);System.out.println(unmodifiableCollection);//[a, b]list.add("c");System.out.println(unmodifiableCollection);//[a, b, c]}

从上面的代码可以发现，如果传进来的list对象发生了变化，返回的不可变集合的内容也是会发生变化的。

可见，虽然无法从外部改变集合实际的值。但是当内部集合改变的时候，从外部再次获取集合，内容也变了。可见，不可变也只是相对的不可变。

参考链接

Java中的不变集合