如何选择Arrays.asList()、Collections.singletonList()

Arrays.asList()、Collections.singletonList() 
Arrays.asList(strArray)返回值是仍然是一个可变的集合,但是返回值是其内部类,不具有add方法,可以通过set方法进行增加值,默认长度是10 Collections.singletonList()返回的是不可变的集合,但是这个长度的集合只有1,可以减少内存空间。但是返回的值依然是Collections的内部实现类,同样没有add的方法,调用add,set方法会报错 java.lang.UnsupportedOperationException //调用add()都会报错 
如何将一个元素优雅的转换成一个集合

List authcChannels = Stream.of(K).collect(Collectors.toList()); 

Java 8及早期版本 

Java 1.3开始就提供下面的静态工厂方法: 
Collections::singletonList. 
List list= Collections.singletonList(item); 
希望进一步节省代码的开发者能会想到Arrays::asList工厂方法。这个方法从Java 1.2起就一直存在。 
List list= Arrays.asList(item); 
然而这种方案并不可取。asList方法只接收varargs参数,这意味着item参数创建列表之前就已经包装为数组。用这种方法创建的List类型是ArrayList,这并不奇怪。但实际得到的类型可能不是java.util.ArrayList,而是java.util.Arrays$ArrayList私有类,两者有以下区别: 
没有实现Cloneable接口(不是很明显)。 列表底层实际上是传递给asList方法的数组。java.util.ArrayList会创建内部数组并对其管理。 不支持java.util.List接口定义的许多方法,尤其是mutation方法。(详细信息参见下表) Java 8中Stream API提供了更多创建单项列表的方法,尽管使用的方法更不直观: 
List list= Stream.of(item).collect(Collectors.toList); 
List immutableList = Stream.of(item).collect(Collectors.toUnmodifiableList); 
无论采用哪种collector,这种方法都不可取。因为除了创建List之外还创建了一个StreamCollector和Collector。只有前者才是我们真正唯一关心的事情。 
对于Java 8及早期版本Collections::singletonList是单行代码中创建单元列表最好的办法。 
对于Java 8以后的Java版本还是最佳选择吗? 

Java 9及更高版本 

Java 9中增加了一个很棒的API,List::of。接受一个或多个参数,返回一个包含这些参数的List。乍一看似乎和Arrays::asList没什么区别。但是仔细检查后您会注意到,List::of方法支持不同数量的参数,包括下面讨论中的元素: 
/** 
 返回包含一个元素的不可变列表  更多信息参见 Unmodifiable Lists  @param {@code List} 的元素类型  @param e1 单个元素  @return a {@code List} 包含指定元素  @throws NullPointerException 如果元素为 {@code null}  @since 9  
*/ 
static List of(E e1) { 
returnnewImmutableCollections.List12<>(e1); 

List::of支持从一到十个固定数量的命名参数,所有这些都是为了避免使用varargs数组。如您所料,余下的List::of方法接受varargs参数,处理极少数情况下列表中包含11个甚至个更多item。 
List::of与Collections::singletonList相比,哪个更胜一筹? 
Collections::singletonList vs. List::of 
可以从多个角度比较这两个工厂。 
编程效率:方法各自适用什么场景? 代码可读性:使用方法对代码可读性有什么影响? List API支持:方法返回的List实例支持哪些操作? Null支持:哪个方法支持null? 内存使用:方法返回的List实例消耗多少内存? 性能:每种方法创建List的效率如何? 编程效率 
与Collections.singletonList相比,List.of代码更少。导入java.util.Collections不需要输入(或者用IDE快捷方式)。由于需要处理List返回值,通常已经导入了java.util.List。 
此外,如果需要增加item,只要向List::of中加入参数,无需改用其他方法。 

代码可读性 

尽管Collections::singletonList明确表明返回的列表仅包含一个item,但List.of(item)的返回值也很清楚:“返回包含此item的一个列表。”在我看来,这样读起来很自然。 
实际上,结果是一个list这个事实比列表中只有一个item更重要。List::of突出了这个信息,而Collections::singletonList一直看到最后四个字母才解除了我们的疑惑。 

List API支持 

每个工厂方法返回的java.util.List实现各有不同,并且支持的API方法之间存在细微差异。Collections::singletonList返回java.util.Collections,SingletonList,相比List::of返回的java.util.ImmutableCollectionsList12支持更多操作。     
     
    SingletonList,相比List::of返回的java.util.ImmutableCollectionsList12支持更多操作。 
为了比较,下面的列表中还包含了之前提到的java.util.Arrays$ArrayList和java.util.ArrayList,后面是Collectors.toList的返回类型。Collectors.toUnmodifiableList与List::of返回的列表类型相同 
 如何选择Arrays.asList()、Collections.singletonList()_第1张图片
图例: 
✔️ 表示支持该方法 ❌表示调用此方法会抛出UnsupportedOperationException; ❗️表示仅在方法参数不会引起mutation的情况下才支持该方法,例如Collections.singletonList(“foo”).retainAll(“foo”)没问题,但Collections.singletonList(“foo”).retainAll(“bar”)会抛出UnsupportedOperationException 从不变性角度考虑List::of的ImmutableCollections.List12最强;不论传入的参数如何,每个方法都会抛出UnsupportedOperationException。 
Collections::singletonList尽管允许调用一些“mutator”方法,但最终结果还是不可变的。 
Arrays::asList 返回值类型是可变的;可以修改返回值(同时会更改传给工厂方法的数组值),但不能添加或删除item调整大小。 
有趣的是,java.util.Collections.SingletonList的list−iterator不持支持set方法,但是支持sort方法。在JavaDocs中明确说明:“如果list−iterator不支持set方法,会抛出UnsupportedOperationException”。看起来java.util.CollectionsSingletonList并不完全符合java.util.List规范。     
    SingletonList的list−iterator不持支持set方法,但是支持sort方法。在JavaDocs中明确说明:“如果list−iterator不支持set方法,会抛出UnsupportedOperationException”。看起来java.util.CollectionsSingletonList并不完全符合java.util.List规范。 
ArrayList和LinkedList也有类似问题。List::sort的JavaDocs声称:“如果指定的comparator参数为null,则列表中所有元素都必须实现Comparable接口”。真的是这样吗?那为什么下面这段代码能正常工作呢? 
List list= newArrayList<>; 
list.add( newObject); // java.lang.Object 并没有实现 Comparable 接口 
list.sort(null); // 没有抛出 java.lang.ClassCastException 
Null支持 
如果出于某些奇怪的原因打算创建包含一个null元素的单元列表,那么不能使用List:of,NullPointerException会映入你眼帘(没错,NullPointerException可以用作动词)。Array::asList和基于Stream的方法也是如此。 
Collections::singletonList支持创建null列表。 
内存使用 
使用jcmd为一个简单程序生成了GC.class_histogram。这个该程序使用Collections::singletonList与List::of各创建了十万个列表。 
#instances #bytes class name (module) 
 
1000772401848java.util.ImmutableCollections$List12 (java.base@ 12.0.2) 
1000002400000java.util.Collections$SingletonList (java.base@ 12.0.2) 
我不太确定java.util.ImmutableCollections$List12多出来的77个实例来自哪里,但是用字节数除以实例个数会发现,每个类实例恰好占用了24个字节。鉴于每个list都包含对一个item引用,这很有意义。64位JVM上的每个类占用12个字节(禁止压缩OOP),每个引用消耗8个字节,总共20个字节。当填充到接近8的倍数时,会达到24个字节。 
性能 
使用JMH创建一个基准测试,检测目前为止使用上述所有方法创建列表的平均时间和吞吐量: 
基准模式Cnt得分误差单位 
Approach.collectionsSingletonList thrpt 5154.848± 16.030ops/us 
Approach.listOf thrpt 5147.524± 10.477ops/us 
Approach.arraysAsList thrpt 590.731± 2.655ops/us 
Approach.streamAndCollectToList thrpt 54.481± 0.459ops/us 
Approach.streamAndCollectToUnmodifiableList thrpt 54.235± 0.081ops/us 
Approach.collectionsSingletonList avgt 50.006± 0.001us/op 
Approach.listOf avgt 50.007± 0.001us/op 
Approach.arraysAsList avgt 50.011± 0.001us/op 
Approach.streamAndCollectToList avgt 50.217± 0.004us/op 
Approach.streamAndCollectToUnmodifiableList avgt 50.241± 0.036us/op 
根据这些数据,Collections::singletonList的吞吐量比List::of略高且平均执行速度略快,但是性能基本相同。 
下一个Arrays::asList,速度大约是它的两倍,吞吐量是它的60%。相比之下,Stream API提供的两种方法测试结果非常糟糕。 
为什么Collections::singletonList的性能要比List::of的性能略好一些?我猜测唯一的可能是java.util.ImmutableCollections.List12调用了Objects::requireNonNull强制保证“不允许传入null”。就像前面提到的那样,java.util.Collections$SingletonList支持null(无论好坏),因此不对constructor的参数进行任何检查。 
总结 
Collections::singletonList和List::of都是创建单元列表的绝佳选择。如果使用的Java版本支持这两种方法(Java 9及更高版本),我建议使用List:of,因为它使用方便、代码可读性强且不可变性更好

原文:https://blog.csdn.net/liumingzhe1/article/details/106791040

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