在本教程中，我们将学习如何在Java中使用不可修改的和/或不可变的Map。不可变的类有助于避免多线程应用中的许多设计难题。
1.不可变与不可修改的地图
不支持修改操作的地图被称为不可修改的。不可修改的地图通常是其他可改变的地图的只读视图（包装）。我们不能添加、删除或清除它们，但如果我们改变了底层地图，这个地图的视图也会改变。
Map<String, String> mutableMap = new HashMap<>();
mutableMap.put("key1", "value1");
Map<String, String> unmodifiableMap
= Collections.unmodifiableMap(mutableMap);
//Throws java.lang.UnsupportedOperationException
//unmodifiableMap.put("key2", "value2");
//Changes are visible in both maps
mutableMap.put("key2", "value2");
System.out.println(unmodifiableMap); //{key1=value1, key2=value2}
不可变的地图保证底层地图对象的任何变化都不会被看到。我们不能改变不可变的地图--它们不会包裹另一个地图--它们有自己的元素。这些不是视图--这些是数据结构。它的内容永远不会改变。
Map<String, String> immutableMap = Map.of("key1", "value1");
//throws java.lang.UnsupportedOperationException
immutableMap.put("key2", "value2");
2.不可修改的地图
在Java 8中引入了Collectors.unmodifiableMap()，作为Lambda表达式变化的一部分。这个静态 工厂方法接收一个Map作为参数，并返回一个类型为java.util.Collections$UnmodifiableMap的不可修改的视图。
Map<Integer, String> mutableMap = new HashMap<>();
//add few entries
Map<Integer, String> unmodifiableMap = Collections.unmodifiableMap(mutableMap);
Apache Commons CollectionsMapUtils类也提供了一个类似的方法。
Map<String, String> unmodifiable = MapUtils.unmodifiableMap(mutableMap);
3.不可变的地图
3.1.使用Map.of()- Java 9
Map.of()方法是在Java 9中引入的。使用这个方法，我们可以创建一个包含0个或最多10个键值对的不可变的地图。创建的地图的类型是 java.util.ImmutableCollections$MapN如果遇到任何null 的键或值，将抛出一个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是一个外部库，所以必须将其添加到你的classpath中。如果你使用的是Maven，请按如下步骤添加Guava的依赖项。
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>31.1-jre</version>
</dependency>
ImmutableMap是一个不可变的地图实现。与其他不可变的类类似，它拒绝空值。
一个ImmutableMap ，可以通过以下方式创建。
- 使用
copyOf方法 - 使用
of方法 - 使用
Builder
ImmutableMap.copyOf()接收一个Map作为输入参数，并创建一个包含与输入Map类似条目的不可变的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变的Map，要么是空的，要么是最多有10个键值对。它返回com.google.common.collect.RegularImmutableMap类型的一个实例。
var immutableMap = ImmutableMap.of(1, "Mumbai", 2, "Pune", 3, "Bangalore");
var emptyImmutableMap = ImmutableMap.of();
ImmutableMap.builder()返回一个构建器，帮助创建一个不可变的Map。使用构建器，我们可以向不可变地图添加原始底层地图中不存在的额外条目。
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
不可修改的地图返回原始地图的一个只读视图。它将是原始地图的一个薄的代理。与返回地图的副本相比，不可修改的地图 速度更快，内存效率更高。
然而，对原始地图的修改仍然会反映在不可修改的地图中。只有当没有人持有对原始地图的引用时，返回的地图才是真正不可改变的。
另一方面，不可更改的地图会创建一个原始地图的有效副本。当我们不期望修改地图或期望地图保持不变时，将其防御性地复制到一个不可变的地图中是一个好的做法。它给出了一个保证，一旦它被创建，即使底层地图发生变化，也不能对不可变的地图进行修改。
创建防御性副本可能稍微有点贵。因此，如果我们有一个对性能要求很高的应用，我们可能想使用不可修改的地图。然而，如果我们想确保地图保持不变，并且对底层地图的修改不会在应用程序中产生不一致，特别是在多线程环境中，我们可能想选择不可变的地图。
5.总结
这个Java教程探讨了创建不可变和不可修改的地图的各种方法。建议使用我们正在使用的最新Java版本中的解决方案。
