1. 引言
在日常开发中,我们经常需要将Java Stream转换为集合。默认情况下,这通常会生成可变集合,但我们可以通过特定方式实现不可变集合。
本文将深入探讨如何将Java Stream收集为不可变集合——首先使用原生Java实现,然后借助Guava库完成相同目标。
2. 使用标准Java实现
2.1 使用Java的toUnmodifiableList
从Java 10开始,我们可以直接使用Collectors
类提供的toUnmodifiableList
方法:
List<String> givenList = Arrays.asList("a", "b", "c");
List<String> result = givenList.stream()
.collect(toUnmodifiableList());
✅ 该方法会返回Java内置ImmutableCollections
中的List实现,不支持null值:
class java.util.ImmutableCollections$ListN
2.2 使用Java的collectingAndThen
Collectors.collectingAndThen
方法接受一个Collector
和一个finisher
函数。这个finisher会作用于Collector的返回结果:
List<String> givenList = Arrays.asList("a", "b", "c");
List<String> result = givenList.stream()
.collect(collectingAndThen(toList(), ImmutableList::copyOf));
System.out.println(result.getClass());
⚠️ 踩坑提醒:这种方式需要先将元素收集到临时列表,再构造不可变列表,无法直接使用toCollection
收集器。
2.3 使用Stream.toList()方法
Java 16为Stream API新增了toList()
方法。这个便捷方法会返回包含流元素的不可修改List:
@Test
public void whenUsingStreamToList_thenReturnImmutableList() {
List<String> immutableList = Stream.of("a", "b", "c", "d").toList();
Assertions.assertThrows(UnsupportedOperationException.class, () -> {
immutableList.add("e");
});
}
❌ 尝试向该列表添加元素会直接抛出UnsupportedOperationException
。
关键区别:新方法Stream.toList()
与传统的Collectors.toList()
不同,它返回的是不可修改列表。
3. 构建自定义收集器
3.1 基础不可变收集器
通过静态方法Collector.of
可以实现自定义收集器:
public static <T> Collector<T, List<T>, List<T>> toImmutableList() {
return Collector.of(ArrayList::new, List::add,
(left, right) -> {
left.addAll(right);
return left;
}, Collections::unmodifiableList);
}
使用方式与内置收集器完全一致:
List<String> givenList = Arrays.asList("a", "b", "c", "d");
List<String> result = givenList.stream()
.collect(MyImmutableListCollector.toImmutableList());
输出类型为:
class java.util.Collections$UnmodifiableRandomAccessList
3.2 通用化MyImmutableListCollector
上述实现存在局限——总是返回基于ArrayList的不可变实例。通过改进,我们可以让收集器返回用户指定的类型:
public static <T, A extends List<T>> Collector<T, A, List<T>> toImmutableList(
Supplier<A> supplier) {
return Collector.of(
supplier,
List::add, (left, right) -> {
left.addAll(right);
return left;
}, Collections::unmodifiableList);
}
现在由用户指定Supplier
:
List<String> givenList = Arrays.asList("a", "b", "c", "d");
List<String> result = givenList.stream()
.collect(MyImmutableListCollector.toImmutableList(LinkedList::new));
这次使用LinkedList
替代ArrayList
,输出类型变为:
class java.util.Collections$UnmodifiableList
4. 使用Guava的收集器
本节使用Google Guava库(需添加依赖):
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>32.1.3-jre</version>
</dependency>
从Guava 21开始,每个不可变类都提供了配套的收集器,使用方式与Java标准收集器一样简单:
List<Integer> list = IntStream.range(0, 9)
.boxed()
.collect(ImmutableList.toImmutableList());
生成的实例类型为:
class com.google.common.collect.RegularImmutableList
5. 总结
本文展示了将Stream收集为不可变集合的多种实现方式:
✅ Java原生方案:
- Java 10+:
Collectors.toUnmodifiableList()
- Java 16+:
Stream.toList()
- 通用方案:
collectingAndThen
+ 临时集合
✅ 自定义方案:
- 基础不可变收集器
- 支持泛型的通用收集器
✅ Guava方案:
ImmutableList.toImmutableList()
等专用收集器
完整源码已托管在GitHub,按Java版本分目录存放: