行业资讯 2025年08月6日
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文章目录 1.不可变与不可修改的Map 2.不可修改的Map 3.不可变的Map 3.1. 使用Map.of() – Java 9 3.2. 使用Guava的ImmutableMap 4.性能和效率 5.结论 在本教程……




  • 1.不可变与不可修改的Map
  • 2.不可修改的Map
  • 3.不可变的Map
    • 3.1. 使用Map.of() – Java 9
    • 3.2. 使用Guava的ImmutableMap
  • 4.性能和效率
  • 5.结论

在本教程中,我们将学习如何在Java中使用不可修改和不可修改的Map。不可变类有助于避免多线程应用程序中的许多设计挑战。

1.不可变与不可修改的Map

不支持修改操作的Map称为不可修改。不可修改的Map通常是其他可变Map的只读视图(包装器)。我们不能添加、删除或清除它们,但如果更改基础Map,此Map的视图也会更改。

Map<String, String> mutableMap = new HashMap<>();
mutableMap.put(\"key1\", \"value1\");
Map<String, String> unmodifiableMap
    = Collections.unmodifiableMap(mutableMap);
//抛出 java.lang.UnsupportedOperationException
//unmodifiableMap.put(\"key2\", \"value2\");
//更改在两个map中都可见
mutableMap.put(\"key2\", \"value2\");
System.out.println(unmodifiableMap);  //{key1=value1, key2=value2}

不可变的Map保证底层Map对象永远不会可见任何更改。我们不能更改不可变的Map – 它们不包装另一个Map – 它们具有自己的元素。这些不是视图 – 这些是数据结构。其内容永远不会更改。

Map<String, String> immutableMap = Map.of(\"key1\", \"value1\");
//抛出java.lang.UnsupportedOperationException
immutableMap.put(\"key2\", \"value2\");

2.不可修改的Map

在Java 8中,引入了Collectors.unmodifiableMap(),作为Lambda表达式更改的一部分。这个静态工厂方法接受一个Map作为参数,并返回一个类型为java.util.Collections$UnmodifiableMap的不可修改视图。

Map<Integer, String> mutableMap = new HashMap<>();
//添加几个条目
Map<Integer, String> unmodifiableMap = Collections.unmodifiableMap(mutableMap);

Apache Commons Collections的MapUtils类也提供了类似的方法。

Map<String, String> unmodifiable = MapUtils.unmodifiableMap(mutableMap);

3.不可变的Map

3.1. 使用Map.of() – Java 9

Map.of()方法在Java 9中引入。使用此方法,我们可以创建包含零个或最多10个键值对的不可变Map。创建的Map属于java.util.ImmutableCollections$MapN类型,如果遇到任何null键或值,它将引发NullPointerException。

var unmodifiableMap = Map.of(1, \"Mumbai\", 2, \"Pune\", 3, \"Bangalore\");
var emptyUnmodifiableMap = Map.of();

3.2. 使用Guava的ImmutableMap

由于Guava是外部库,您需要将其添加到类路径中。如果使用Maven,可以像下面这样添加Guava依赖:

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>31.1-jre</version>
</dependency>

ImmutableMap是不可修改的Map实现。与其他不可修改的类类似,它拒绝null值。

可以通过以下方式创建ImmutableMap:

  • 使用copyOf方法
  • 使用of方法
  • 使用构建器

ImmutableMap.copyOf()接受一个Map作为输入参数,并创建包含与输入Map相似条目的不可修改Map。

Map<Integer, String> mutableMap = new HashMap<>();
mutableMap.put(1, \"Mumbai\");
mutableMap.put(2, \"Pune\");
mutableMap.put(3, \"Bangalore\");
var immutableMap = ImmutableMap.copyOf(mutableMap);

ImmutableMap.of()与Map.of()类似,只是它返回一个不可修改的Map,可以为空,也可以包含最多10个键值对。它返回类型为com.google.common.collect.RegularImmutableMap的实例。

var immutableMap = ImmutableMap.of(1, \"Mumbai\", 2, \"Pune\", 3, \"Bangalore\");
var emptyImmutableMap  = ImmutableMap.of();

ImmutableMap.builder()返回一个帮助创建不可修改Map的构建器。使用构建器,可以向不可修改Map添加原始底层Map中不存在的其他条目。

Map<Integer, String> mutableMap = new HashMap<>();
mutableMap.put(1, \"Mumbai\");
mutableMap.put(2, \"Pune\");
mutableMap.put(3, \"Bangalore\");
var immutableMap = ImmutableMap.builder()
    .putAll(mutableMap)
    .put(4, \"Delhi\")
    .build();

4.性能和效率

不可修改的Map返回原始Map的只读视图。它将是原始Map的薄代理。不可修改的Map比返回Map的副本要快得多,更节省内存。

然而,对原始Map的修改仍然会反映在不可修改的Map中。只有当没有人持有对原始Map的引用时,返回的Map才是真正不可修改的。

另一方面,不可修改的Map会创建原始Map的高效副本。当我们不希望修改Map或期望Map保持不变时,最好将其防御性地复制到不可修改的Map中。它保证一旦创建,不可修改的Map将不会发生修改,即使底层Map发生更改。

创建防御性副本可能略显昂贵。因此,如果我们有一个性能关键的应用程序,可能希望使用不可修改的Map。然而,如果我们希望确保Map保持不可修改,并且对底层Map的任何修改不会在应用程序中创建不一致,特别是在多线程环境中,可能要选择不可修改的Map。

5.结论

本Java教程探讨了创建不可变和不可修改Map的各种方法。建议使用我们正在使用的最新Java版本中可用的解决方案。

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