在Java里如何创建不可变List_不可变集合实现解析

Java 9+ 推荐用 List.of() 创建真正不可变List，它返回JVM内置私有不可变类，禁止null、所有修改操作抛异常且反射受限；Collections.unmodifiableList仅提供不可修改视图，原List仍可被修改。

Java中创建不可变List最直接的方式是使用 Collections.unmodifiableList() 或 Java 9+ 引入的 List.of()。但二者本质不同：前者是“不可修改视图”，后者才是真正的不可变实现。

用 List.of() 创建真正不可变List（推荐，Java 9+）

List.of() 返回的是 JVM 内置的紧凑、高效、不可实例化、无公开构造器的私有不可变类（如 ImmutableCollections.ListN）。它在创建时就禁止 null 元素，且所有修改操作（add/remove/set/clear）都会抛出 UnsupportedOperationException，连反射绕过都受限（内部类无 public 构造器，且元素数组 final）。

示例：

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• List list = List.of("a", "b", "c");
• list.add("d"); // 运行时抛出 UnsupportedOperationException
• List.of(); // 空不可变List
• List.of(1, 2, 3); // 支持泛型推断

用 Collections.unmodifiableList() 包装可变List（需谨慎）

该方法返回一个包装器对象，底层仍持有对原List的引用。它只是拦截修改方法，**不阻止原List被其他引用修改**——也就是说，它提供的是“只读视图”，不是“不可变性”。

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示例：

• List mutable = new ArrayList(Arrays.asList("x", "y"));
• List unmod = Collections.unmodifiableList(mutable);
• unmod.add("z"); // 抛异常 ✅
• mutable.add("z"); // 原List仍可改 ❌ → unmod.size() 变为3

若要安全使用，必须确保原List不再被其他代码访问（例如封装后立即丢弃原始引用）。

第三方库方案：Guava 的 ImmutableList

Guava 提供了功能更丰富的 ImmutableList，支持 builder 模式、自定义排序、copyOf、toImmutableList() 等。其内部也使用私有不可变实现，元素在构建时深拷贝（对引用类型仅拷贝引用，非深克隆），同样拒绝 null 和修改操作。

常用写法：

• ImmutableList list = ImmutableList.of("a", "b");
• ImmutableList.copyOf(array);
• ImmutableList.builder().add("x").addAll(otherList).build();

注意：需引入 Guava 依赖，适合已有 Guava 生态的项目。

不可变性的关键细节

真正不可变 ≠ 仅仅不能 add/remove。还需关注：

• 元素本身是否可变：若List里存的是可变对象（如 StringBuilder），即使List不可变，对象状态仍可被修改；不可变性不传递。
• 线程安全性：不可变集合天然线程安全，无需同步。
• 序列化安全：JDK 的 List.of() 和 Guava 的 ImmutableList 都正确实现了序列化协议，反序列化后仍是不可变实例。
• 性能差异：List.of() 零内存开销（小列表甚至内联存储），unmodifiableList 多一层代理对象，Guava 在构建阶段稍重但功能强。