Bộ sưu tập bất biến của Java

Từ tài liệu Khung Bộ sưu tập Java 1.6 :

Bộ sưu tập không hỗ trợ bất kỳ hoạt động sửa đổi (ví dụ như add, removevà clear) được gọi là unmodifiable . [...] Các bộ sưu tập cũng đảm bảo rằng không có thay đổi nào trong đối tượng Bộ sưu tập sẽ được hiển thị được gọi là bất biến .

Tiêu chí thứ hai làm tôi bối rối một chút. Với bộ sưu tập đầu tiên là không thể sửa đổi và giả sử rằng tham chiếu bộ sưu tập ban đầu đã bị loại bỏ, những thay đổi được đề cập đến trong dòng thứ hai là gì? Nó có đề cập đến những thay đổi trong các phần tử được tổ chức trong bộ sưu tập tức là trạng thái của các phần tử không?

Câu hỏi thứ hai:
Để một bộ sưu tập là bất biến, làm thế nào để cung cấp các guarentees bổ sung được chỉ định? Nếu trạng thái của một phần tử trong tập hợp được cập nhật bởi một tiểu trình, thì liệu có đủ cho tính bất biến mà những cập nhật trong trạng thái đó không hiển thị trên tiểu trình giữ tập hợp bất biến không?

Để một tập hợp là bất biến, làm thế nào để cung cấp các bảo đảm bổ sung được chỉ định?

Các bộ sưu tập không thể sửa đổi thường là các chế độ xem chỉ đọc (trình bao bọc) của các bộ sưu tập khác. Bạn không thể thêm, xóa hoặc xóa chúng, nhưng bộ sưu tập cơ bản có thể thay đổi.

Các tập hợp bất biến hoàn toàn không thể thay đổi - chúng không bao bọc một tập hợp khác - chúng có các phần tử riêng.

Đây là trích dẫn từ ổi của ImmutableList

Không giống như Collections.unmodifiableList(java.util.List<? extends T>), là một chế độ xem của một tập hợp riêng biệt vẫn có thể thay đổi, một thể hiện của ImmutableListchứa dữ liệu riêng tư của chính nó và sẽ không bao giờ thay đổi.

Vì vậy, về cơ bản, để có được một tập hợp bất biến từ một tập hợp có thể thay đổi, bạn phải sao chép các phần tử của nó vào tập hợp mới và không cho phép tất cả các thao tác.

Sự khác biệt là bạn không thể có tham chiếu đến một tập hợp bất biến cho phép thay đổi. Bộ sưu tập không thể thay đổi không thể sửa đổi thông qua tham chiếu đó , nhưng một số đối tượng khác có thể trỏ đến cùng một dữ liệu mà qua đó nó có thể được thay đổi.

ví dụ

List<String> strings = new ArrayList<String>();
List<String> unmodifiable = Collections.unmodifiableList(strings);
unmodifiable.add("New string"); // will fail at runtime
strings.add("Aha!"); // will succeed
System.out.println(unmodifiable);

Collection<String> c1 = new ArrayList<String>();
c1.add("foo");
Collection<String> c2 = Collections.unmodifiableList(c1);

c1là có thể thay đổi (nghĩa là không thể thay đổi hoặc không thể thay đổi ).
c2là unmodifiable : nó không thể thay đổi bản thân, nhưng nếu sau này tôi thay đổi c1sau đó rằng sự thay đổi sẽ được hiển thị trong c2.

Điều này là do c2đơn giản là một trình bao bọc xung quanh c1và không thực sự là một bản sao độc lập. Guava cung cấp ImmutableListgiao diện và một số triển khai. Chúng hoạt động bằng cách thực sự tạo một bản sao của đầu vào (trừ khi đầu vào là một tập hợp bất biến của riêng nó).

Về câu hỏi thứ hai của bạn:

Khả năng thay đổi / bất biến của một tập hợp không phụ thuộc vào khả năng thay đổi / bất biến của các đối tượng chứa trong đó. Việc sửa đổi một đối tượng có trong một bộ sưu tập không được tính là "sửa đổi bộ sưu tập" cho mô tả này. Tất nhiên nếu bạn cần một bộ sưu tập bất biến, bạn cũng thường muốn nó chứa các đối tượng bất biến.

Bây giờ java 9 có các phương thức ban đầu cho Danh sách bất biến, Tập hợp, Bản đồ và Bản đồ.Entry.

Trong Java SE 8 và các phiên bản trước đó, Chúng ta có thể sử dụng các phương thức tiện ích của lớp Collections như unmodifiableXXX để tạo các đối tượng Immutable Collection.

Tuy nhiên, các phương thức Collections.unmodifiableXXX này rất tẻ nhạt và cách tiếp cận dài dòng. Để khắc phục những thiếu sót đó, Oracle corp đã thêm một số phương thức tiện ích vào các giao diện List, Set và Map.

Bây giờ trong java 9: ​​- Các giao diện List và Set có các phương thức “of ()” để tạo một danh sách bất biến hoặc các đối tượng Set trống hoặc không trống như hình bên dưới:

Ví dụ về danh sách trống

List immutableList = List.of();

Ví dụ về danh sách không trống

List immutableList = List.of("one","two","three");

Tôi tin rằng điểm mấu chốt ở đây là ngay cả khi một bộ sưu tập là Không thể sửa đổi, điều đó không đảm bảo rằng nó không thể thay đổi. Lấy ví dụ một bộ sưu tập loại bỏ các phần tử nếu chúng quá cũ. Không thể thay đổi chỉ có nghĩa là đối tượng giữ tham chiếu không thể thay đổi nó, không phải là nó không thể thay đổi. Một ví dụ thực sự của điều này là Collections.unmodifiableListphương pháp. Nó trả về một chế độ xem không thể thay đổi của một Danh sách. Tham chiếu Danh sách đã được chuyển vào phương thức này vẫn có thể sửa đổi được và vì vậy danh sách có thể được sửa đổi bởi bất kỳ chủ sở hữu tham chiếu nào đã được chuyển qua. Điều này có thể dẫn đến ConcurrentModificationExceptions và những điều xấu khác.

Bất biến, nghĩa là không có cách nào có thể thay đổi tập hợp.

Câu hỏi thứ hai: Một tập hợp bất biến không có nghĩa là các đối tượng có trong tập hợp sẽ không thay đổi, chỉ là tập hợp đó sẽ không thay đổi về số lượng và thành phần của các đối tượng mà nó chứa. Nói cách khác, danh sách tài liệu tham khảo của bộ sưu tập sẽ không thay đổi. Điều đó không có nghĩa là bên trong của đối tượng được tham chiếu không thể thay đổi.

Pure4J hỗ trợ những gì bạn đang theo đuổi, theo hai cách.

Đầu tiên, nó cung cấp một @ImmutableValuechú thích, để bạn có thể chú thích một lớp để nói rằng nó là bất biến. Có một plugin maven để cho phép bạn kiểm tra xem mã của bạn có thực sự là bất biến (sử dụng, finalv.v.).

Thứ hai, nó cung cấp các bộ sưu tập liên tục từ Clojure, (với các generic được bổ sung) và đảm bảo rằng các phần tử được thêm vào các bộ sưu tập là bất biến. Hiệu suất của những thứ này rõ ràng là khá tốt. Tất cả các bộ sưu tập là bất biến, nhưng triển khai các giao diện bộ sưu tập java (và các giao diện chung) để kiểm tra. Mutation trả về bộ sưu tập mới.

Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Tôi là người phát triển điều này