Unveränderliche Java-Sammlungen

Aus der Java 1.6 Collection Framework-Dokumentation :

Kollektionen , die (wie etwa keine Änderungsoperationen unterstützen add, removeund clear) , werden als nicht änderbar . [...] Sammlungen, die zusätzlich garantieren, dass keine Änderung des Sammlungsobjekts jemals sichtbar wird, werden als unveränderlich bezeichnet .

Das zweite Kriterium verwirrt mich ein bisschen. Welche Änderungen werden in der zweiten Zeile erwähnt, da die erste Sammlung nicht geändert werden kann und vorausgesetzt, dass die ursprüngliche Sammlungsreferenz entfernt wurde? Bezieht es sich auf die Änderungen in den Elementen in der Sammlung, dh auf den Status der Elemente?

Zweite Frage:
Damit eine Sammlung unveränderlich ist, wie werden die angegebenen zusätzlichen Garantien bereitgestellt? Wenn der Status eines Elements in der Sammlung von einem Thread aktualisiert wird, reicht es für die Unveränderlichkeit aus, dass diese Aktualisierungen im Status auf dem Thread, der die unveränderliche Sammlung enthält, nicht sichtbar sind?

Wie geht man vor, um eine unveränderliche Sammlung unveränderlich zu machen?

Nicht modifizierbare Sammlungen sind normalerweise schreibgeschützte Ansichten (Wrapper) anderer Sammlungen. Sie können sie nicht hinzufügen, entfernen oder löschen, aber die zugrunde liegende Sammlung kann sich ändern.

Unveränderliche Sammlungen können überhaupt nicht geändert werden - sie verpacken keine andere Sammlung - sie haben ihre eigenen Elemente.

Hier ist ein Zitat von Guaven ImmutableList

Im Gegensatz zu Collections.unmodifiableList(java.util.List<? extends T>)einer Ansicht einer separaten Sammlung, die sich noch ändern kann, ImmutableListenthält eine Instanz von ihre eigenen privaten Daten und wird sich niemals ändern.

Um eine unveränderliche Sammlung aus einer veränderlichen Sammlung herauszuholen, müssen Sie ihre Elemente in die neue Sammlung kopieren und alle Vorgänge nicht zulassen.

Der Unterschied besteht darin, dass Sie keinen Verweis auf eine unveränderliche Sammlung haben können, die Änderungen zulässt. Nicht modifizierbare Sammlungen können durch diese Referenz nicht modifiziert werden , aber ein anderes Objekt kann auf dieselben Daten verweisen, über die es geändert werden kann.

z.B

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);

c1ist veränderlich (dh weder unveränderlich noch unveränderlich ).
c2ist nicht änderbar : es selbst nicht, verändert, aber wenn ich später ändern c1dann , dass wird sich ändern in sichtbar sein c2.

Dies liegt daran, dass c2es sich lediglich um einen Wrapper handelt c1und nicht wirklich um eine unabhängige Kopie. Guava bietet die ImmutableListSchnittstelle und einige Implementierungen. Diese arbeiten, indem sie tatsächlich eine Kopie der Eingabe erstellen (es sei denn, die Eingabe ist eine unveränderliche Sammlung für sich).

Zu Ihrer zweiten Frage:

Die Veränderbarkeit / Unveränderlichkeit einer Sammlung hängt nicht von der Veränderlichkeit / Unveränderlichkeit der darin enthaltenen Objekte ab. Das Ändern eines in einer Sammlung enthaltenen Objekts gilt für diese Beschreibung nicht als "Änderung der Sammlung". Wenn Sie eine unveränderliche Sammlung benötigen, möchten Sie normalerweise auch, dass sie unveränderliche Objekte enthält.

Jetzt verfügt Java 9 über Factory-Methoden für unveränderliche Listen, Mengen, Karten und Map.Entry.

In Java SE 8 und früheren Versionen können wir Dienstprogramme der Collections-Klasse wie unmodizableXXX verwenden, um unveränderliche Collection-Objekte zu erstellen.

Diese Collections.unmodizableXXX-Methoden sind jedoch sehr langwierig und ausführlich. Um diese Mängel zu beheben, hat Oracle Corp. den Schnittstellen List, Set und Map einige Dienstprogrammmethoden hinzugefügt.

Jetzt in Java 9: ​​- List- und Set-Schnittstellen verfügen über "of ()" - Methoden, um eine leere oder nicht leere Immutable List oder Set-Objekte zu erstellen, wie unten gezeigt:

Beispiel für eine leere Liste

List immutableList = List.of();

Beispiel für eine nicht leere Liste

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

Ich glaube, der Punkt hier ist, dass selbst wenn eine Sammlung nicht modifizierbar ist, dies nicht sicherstellt, dass sie sich nicht ändern kann. Nehmen Sie zum Beispiel eine Sammlung, die Elemente entfernt, wenn sie zu alt sind. Nicht modifizierbar bedeutet nur, dass das Objekt, das die Referenz enthält, diese nicht ändern kann, nicht, dass es sich nicht ändern kann. Ein wahres Beispiel hierfür ist die Collections.unmodifiableListMethode. Es wird eine nicht veränderbare Ansicht einer Liste zurückgegeben. Die an diese Methode übergebene Listenreferenz kann weiterhin geändert werden, sodass die Liste von jedem Inhaber der übergebenen Referenz geändert werden kann. Dies kann zu ConcurrentModificationExceptions und anderen schlechten Dingen führen.

Unveränderlich bedeutet, dass die Sammlung in keiner Weise geändert werden kann.

Zweite Frage: Eine unveränderliche Sammlung bedeutet nicht, dass sich die in der Sammlung enthaltenen Objekte nicht ändern, sondern dass sich die Anzahl und Zusammensetzung der darin enthaltenen Objekte in dieser Sammlung nicht ändert. Mit anderen Worten, die Referenzliste der Sammlung ändert sich nicht. Dies bedeutet nicht, dass sich die Interna des Objekts, auf das verwiesen wird, nicht ändern können.

Pure4J unterstützt das, wonach Sie suchen , auf zwei Arten.

Erstens enthält es eine @ImmutableValueAnmerkung, sodass Sie eine Klasse mit Anmerkungen versehen können, um zu sagen, dass sie unveränderlich ist. Es gibt ein Maven-Plugin, mit dem Sie überprüfen können, ob Ihr Code tatsächlich unveränderlich ist (Verwendung von finalusw.).

Zweitens werden die persistenten Sammlungen von Clojure (mit zusätzlichen Generika) bereitgestellt und sichergestellt, dass die den Sammlungen hinzugefügten Elemente unveränderlich sind. Die Leistung dieser ist anscheinend ziemlich gut. Sammlungen sind alle unveränderlich, implementieren jedoch Java-Sammlungsschnittstellen (und Generika) zur Überprüfung. Mutation gibt neue Sammlungen zurück.

Haftungsausschluss: Ich bin der Entwickler davon