一口氣帶你踩完五個(gè) List 的大坑，真的是處處坑??！

你用你的新 List，為什么卻還互相影響

李鬼 ArrayList 除了不支持增刪操作這個(gè)坑以外，還存在另外一個(gè)大坑，改動(dòng)內(nèi)部元素將會(huì)同步影響原數(shù)組。

輸出結(jié)果：

arrays:[modify_1, modify_2, 3]
list:[modify_1, modify_2, 3]

從日志輸出可以看到，不管我們是修改原數(shù)組，還是新 List 集合，兩者都會(huì)互相影響。

查看 java.util.Arrays$ArrayList 實(shí)現(xiàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)底層實(shí)際使用了原始數(shù)組。

知道了實(shí)際原因，修復(fù)的辦法也很簡(jiǎn)單，套娃一層 ArrayList 唄！

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(arrays));

不過這么寫感覺十分繁瑣，推薦使用 Guava Lists 提供的方法。

List<String> list = Lists.newArrayList(arrays);

通過上面兩種方式，我們將新的 List 集合與原始數(shù)組解耦，不再互相影響，同時(shí)由于此時(shí)還是真正的 ArrayList，不用擔(dān)心 add/remove報(bào)錯(cuò)了。

除了 Arrays#asList產(chǎn)生新集合與原始數(shù)組互相影響之外，JDK 另一個(gè)方法 List#subList 生成新集合也會(huì)與原始 List 互相影響。

我們來看一個(gè)例子：

日志輸出結(jié)果：

integerList:[10, 20, 3]
subList:[10, 20]

查看  List#subList  實(shí)現(xiàn)方式，可以發(fā)現(xiàn)這個(gè) SubList 內(nèi)部有一個(gè) parent 字段保存保存最原始 List 。

所有外部讀寫動(dòng)作看起來是在操作 SubList ，實(shí)際上底層動(dòng)作卻都發(fā)生在原始 List 中，比如 add 方法：

另外由于 SubList 實(shí)際上還在引用原始 List，業(yè)務(wù)開發(fā)中，如果不注意，很可能產(chǎn)生 OOM 問題。

以下例子來自于極客時(shí)間：Java業(yè)務(wù)開發(fā)常見錯(cuò)誤100例

private static List<List<Integer>> data = new ArrayList<>();

private static void oom() {
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        List<Integer> rawList = IntStream.rangeClosed(1, 100000).boxed().collect(Collectors.toList());
        data.add(rawList.subList(0, 1));
    }
}

data 看起來最終保存的只是 1000 個(gè)具有 1 個(gè)元素的 List，不會(huì)占用很大空間。但是程序很快就會(huì) OOM。

OOM 的原因正是因?yàn)槊總€(gè) SubList 都強(qiáng)引用個(gè)一個(gè) 10 萬個(gè)元素的原始 List，導(dǎo)致 GC 無法回收。

這里修復(fù)的辦法也很簡(jiǎn)單，跟上面一樣，也來個(gè)套娃唄，加一層 ArrayList 。

不可變集合，說好不變，你怎么就變了

為了防止 List 集合被誤操作，我們可以使用 Collections#unmodifiableList 生成一個(gè)不可變（immutable）集合，進(jìn)行防御性編程。

這個(gè)不可變集合只能被讀取，不能做任何修改，包括增加，刪除，修改，從而保護(hù)不可變集合的安全。

上面最后三行寫操作都將會(huì)拋出 UnsupportedOperationException 異常

但是你以為這樣就安全了嗎？

如果有誰不小心改動(dòng)原始 List，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)不可變集合，竟然就變了。。。

上面單元測(cè)試結(jié)果將會(huì)全部通過，這就代表 Collections#unmodifiableList 產(chǎn)生不可變集合將會(huì)被原始 List 所影響。

查看  Collections#unmodifiableList  底層實(shí)現(xiàn)方法：

可以看到這跟上面 SubList 其實(shí)是同一個(gè)問題，新集合底層實(shí)際使用了原始 List。

由于不可變集合所有修改操作都會(huì)報(bào)錯(cuò)，所以不可變集合不會(huì)產(chǎn)生任何改動(dòng)，所以并不影響的原始集合。但是防過來，卻不行，原始 List 隨時(shí)都有可能被改動(dòng)，從而影響不可變集合。

可以使用如下兩種方式防止上賣弄的情況。

使用 JDK9 List#of 方法。

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("one", "two", "three"));
List<String> unmodifiableList = List.of(list.toArray(new String[]{}));

使用 Guava immutable list

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("one", "two", "three"));
List<String> unmodifiableList = ImmutableList.copyOf(list);

相比而言 Guava 方式比較清爽，使用也比較簡(jiǎn)單，推薦使用 Guava 這種方式生成不可變集合。

foreach 增加/刪除元素大坑

先來看一段代碼：

String[] arrays = {"1", "2", "3"};
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(arrays));
for (String str : list) {
    if (str.equals("1")) {
        list.remove(str);
    }
}

上面的代碼我們使用 foreach 方式遍歷 List 集合，如果符合條件，將會(huì)從集合中刪除改元素。

這個(gè)程序編譯正常，但是運(yùn)行時(shí)，程序?qū)?huì)發(fā)生異常，日志如下：

java.util.ConcurrentModificationException
	at java.base/java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:939)
	at java.base/java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:893)

可以看到程序最終錯(cuò)誤是由 ArrayList$Itr.next 處的代碼拋出，但是代碼中我們并沒有調(diào)用該方法，為什么會(huì)這樣?

實(shí)際是因?yàn)?foreach 這種方式實(shí)際上 Java 給我們提供的一種語法糖，編譯之后將會(huì)變?yōu)榱硪环N方式。

我們將上面的代碼產(chǎn)生 class 文件反編來看下最后代碼長(zhǎng)的啥樣。

可以看到 foreach 這種方式實(shí)際就是 Iterator 迭代器實(shí)現(xiàn)方式，這就是為什么 foreach 被遍歷的類需要實(shí)現(xiàn) Iterator接口的原因。

接著我們來看下拋出異常方法：

expectedModCount 來源于 list#iterator 方法：

也就是說剛開始遍歷循環(huán)的時(shí)候 expectedModCount==modCount，下面我們來看下 modCount。

modCount 來源于 ArrayList 的父類  AbstractList，可以用來記錄 List 集合被修改的次數(shù)。

ArrayList#remove 之后將會(huì)使 modCount 加一，expectedModCount與 modCount 將會(huì)不相等，這就導(dǎo)致迭代器遍歷時(shí)將會(huì)拋錯(cuò)。

modCount 計(jì)數(shù)操作將會(huì)交子類自己操作，ArrayList 每次修改操作（增、刪）都會(huì)使 modCount 加 1。但是如 CopyOnWriteArrayList 并不會(huì)使用 modCount 計(jì)數(shù)。

所以 CopyOnWriteArrayList 使用 foreach 刪除是安全的，但是還是建議使用如下兩種刪除元素，統(tǒng)一操作。

修復(fù)的辦法有兩種：

使用 Iterator#remove 刪除元素

JDK1.8 List#removeIf

推薦使用 JDK1.8 這種方式，簡(jiǎn)潔明了。

思考

如果我將上面 foreach 代碼判斷條件簡(jiǎn)單修改一下：

運(yùn)行這段代碼，可以發(fā)現(xiàn)這段代碼又不會(huì)報(bào)錯(cuò)了，有沒有很意外？

總結(jié)

第一，我們不要先入為主，想當(dāng)然就認(rèn)為 Arrays.asList 和 List.subList 就是一個(gè)普通，獨(dú)立的 ArrayList。

如果沒辦法，使用了 Arrays.asList 和 List.subList ，返回給其他方法的時(shí)候，一定要記得再套娃一層真正的 java.util.ArrayList。

第二 JDK 的提供的不可變集合實(shí)際非常笨重，并且低效，還不安全，所以推薦使用 Guava 不可變集合代替。

最后，切記，不要隨便在 foreach增加/刪除元素。

最后（求點(diǎn)贊，求關(guān)注）

你在 List 集合使用過程還踩過什么坑，歡迎留言討論。

我是樓下小黑哥，我們下篇文章再見~

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