java如何确保一个集合不能被修改？ - 源码解读
- 1. Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法
- 1.1 示例
- 1.2 源码解析
- 1.3 综述
- 2. 使用Arrays.asList创建的集合
- 2.1 示例
- 2.2 源码解读
- 2.3 综述
- 总结：
看了一些java 相关的题目，其中有个说如何确保一个集合不能被修改？
答案中提到了两种实现方式，Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法创建的集合，和使用Arrays.asList创建的集合。 那么为什么这两种方式创建的集合为什么就不能修改呢？ 下边通过源码来看一下到底是为什么。
1. Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法
1.1 示例
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
Collection<Integer> readOnlyList = Collections.unmodifiableCollection(list);
readOnlyList.add(4); // 会报错
报错如下:
1.2 源码解析
下边看看源码中是如何实现的
- 进入unmodifiableCollection 方法
可以看到该方法是Collections的一个静态方法，内部返回一个Collections的内部类UnmodifiableCollection。 - 跟进Collections.UnmodifiableCollection这个内部类
-
new Collections.UnmodifiableCollection(var0) ，该内部类实现了Collection接口，是调用了该内部类的构造方法，首先做了个非null判断，然后将参数赋值给了该内部类的成员变量c(Collection类型) - 既然实现了Collection 接口，就要实现其抽象方法，size()、 isEmpty() 、contains(Object var1)、toArray()、iterator()、 add(E var1)、remove(Object var1) 等等。主要来看看涉及到修改的add以及remove等的一些方法。
通过该内部类创建的集合调用add,或者remove方法时候报错，看到期内部实现如下：
// 局部源码
public int size() {
return this.c.size();
}
public boolean isEmpty() {
return this.c.isEmpty();
}
public boolean contains(Object var1) {
return this.c.contains(var1);
}
public Object[] toArray() {
return this.c.toArray();
}
public boolean add(E var1) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public boolean remove(Object var1) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public boolean addAll(Collection<? extends E> var1) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public boolean removeAll(Collection<?> var1) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
可以看到如add()、remove() 等涉及修改集合的内部直接抛出了异常 ，其他方法均是正常实现。
throw new UnsupportedOperationException();
到这里就是真相大白了。
注意Collection和Collections的区别，Collection是单列集合的顶层接口，Collections是操作集合的一个工具类。 一个是接口，一个是类。
1.3 综述
通过Collections工具类的静态方法unmodifiableCollection（list）,该静态方法内部返回了Collections的静态内部类UnmodifiableCollection对象，该内部类又实现了Collection集合接口，也就是说内部类UnmodifiableCollection也是集合的一种。同样实现了Collection集合的方法，只不过在比如add、remove等修改的方法中直接抛出UnsupportedOperationException()异常，因此实现了集合不能修改的功能。
出这个题目的人，必然是知道这个答案的，然而通过源码的分析反过来看，这个题目提问方式似乎有些不妥。本人愚见，更加确切的题目应该为：“如何创建一个不能被修改的集合？” 因为它不是将原本的比如list集合对象增加了限制不能修改，而是将原本的集合的值copy了一份，定义为了一个新的集合，而且是一个新类型的集合。只不过在创建的时候需要一个传统集合对象作为参数。
2. 使用Arrays.asList创建的集合
下边从源码上解读一下为什么通过Arrays.asList创建的集合通过不能修改。
2.1 示例
List<Integer> integers = Arrays.asList(11, 22, 33, 44);
integers.add(55);
执行这段代码同样报错如下：
2.2 源码解读
-
Arrays.asList 同样第一步进入 arrays的静态方法asList
是不是跟unmodifiableCollection有点类似啊，这里同样是返回了一个Arrays的静态内部类ArrayList。 -
接着点进去
可以看到：
- 通过其构造方法，构造了一个对象，其成员变量的值就是传进来的数组。
- Arrays的静态内部类ArrayList集成了AbstractList抽象类，所以该内部类其实是一个集合类
这里就要说明一点了 这里的内部类ArrayList和我们通常使用的ArrayList不是同一个集合类，这一点一定要搞清楚。但两者同属于AbstractList抽象类的子类。
- 完整的查看该内部类ArrayList
为了节省篇幅，这里方法里的实现用…代替，只展示了方法声明
{
private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements RandomAccess, Serializable {
private static final long serialVersionUID = -2764017481108945198L;
private final E[] a;
ArrayList(E[] var1) {....}
public int size() {....}
public Object[] toArray() {....}
public <T> T[] toArray(T[] var1) {....}
public E get(int var1) {....}
public E set(int var1, E var2) {....}
public int indexOf(Object var1) {....}
public boolean contains(Object var1) {....}
public Spliterator<E> spliterator() {....}
public void forEach(Consumer<? super E> var1) {....}
public void replaceAll(UnaryOperator<E> var1) {....}
public void sort(Comparator<? super E> var1) {....}
}
可以看到，该内部类ArrayList中并没有重写父类AbstractList中的add和remove等方法。
这里我们可以根据java中的多态，父类引用指向子类实现。该引用只可以调用子类中继承或重写的父类方法，不可以调用子类中独有的方法，当然父类中独有的方法是可以调用的。
那么现在这种情况就是调用了父类独有的方法了，因此初步判定：上述的异常应该是父类AbstractList抛出的。
- 验证3中最后的判定
怎么个验证法呢，2个步骤，查看源码，实际debug运行。
- 首先查看源码（以add方法为例子）：
首先看到了久违了的UnsupportedOperationException(),(啊，也是第一次是看到异常是这种心情哈哈)，然后可以看到父类的add方法里边就是一个空实现，及子类想要使用add、remove等方法，必须要自己重写其方法，否则直接抛出该异常。 - 实际运行看是否入此
首先在如下处打个断点
debug模式运行如下代码：
结果：
- 这里顺便看一下“传统”ArrayList中对其父类的add等方法的重写
可以看到下图中ArrayList类重写了父类的方法，在java多态的调用中直接调用的就是子类的方法。
2.3 综述
通过Arrays.asList方法创建了一个集合，但不是我们传统中使用的ArrayList集合，两者继承同一个父类，但是内部却又不同的实现，Arrays.asList创建的ArrayList中没有重写其父类AbstractList的add、remove方法，所以不持支新增和删除。
如果强行调用，虽然不会出现编译错误，调用的是父类的该方法，则会报出UnsupportedOperationException异常。
总结：
经过源码的一些解读，发现，其实内部都是java基本的特性。
都是通过一个工具类里边的内部类然后实现接口或继承父类，创建一个新类型的集合。前者通过是实现了方法后，直接再方法内抛异常的方式，后者是利用不重写，直接利用父类的方法，抛出异常（可以理解为多态的一种）。
