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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。
