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Java中的List.copyOf与Set.copyOf_Java 10提供的不可变集合副本创建

P粉602998670

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发布时间:2026-02-14 16:04:02

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来源于php中文网

原创

list.copyof抛nullpointerexception因入参必须非null,jdk明确拒绝模糊语义;set.copyof遇重复元素会通过set.of抛illegalargumentexception;二者均要求源集合合法且注意null兼容性与版本限制。

java中的list.copyof与set.copyof_java 10提供的不可变集合副本创建

为什么 List.copyOf 会抛 NullPointerException

因为 List.copyOf 要求入参不能为 null,连空集合都必须是“非 null 的空引用”,比如 Collections.emptyList() 可以,但直接传 null 就崩。这不是设计疏漏,而是明确拒绝模糊语义:你得自己决定“null 意味着什么”,JDK 不替你猜。

常见错误现象:NullPointerException 在调用栈里指向 List.copyOf(null),尤其在从数据库或 API 拿到可能为 null 的返回值后直接套用时高频出现。

  • 使用场景:把 DAO 层返回的 List<user> users = userDao.findByName(name)</user> 转成不可变副本
  • 正确做法:先判空,再 copy,例如 List.copyOf(users != null ? users : Collections.emptyList())
  • 别图省事写成 List.copyOf(Objects.requireNonNullElse(users, Collections.emptyList())) —— 这样多一次对象创建,且可读性反而下降

Set.copyOf 对重复元素的处理逻辑

它不校验、不去重、不报错,只是原样把传入 Collection 的迭代顺序(如果有的话)转成不可变 Set;但底层实际使用的是 Set.of(...) 构造,而 Set.of 在遇到重复元素时会直接抛 IllegalArgumentException:“duplicate element: xxx”。

所以真正出问题的不是 Set.copyOf 本身,而是它背后委托的构造逻辑。

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  • 常见错误现象:IllegalArgumentException: duplicate element: "a",发生在传入含重复字符串的 ArrayList
  • 使用场景:把用户提交的标签列表(可能前端没做去重)转成不可变 Set 做后续校验
  • 安全做法:先用 new LinkedHashSet(sourceList) 去重并保序,再传给 Set.copyOf
  • 注意:如果源集合是 HashSet,本身无序,那去重后顺序也不保证;若需确定性顺序,显式用 LinkedHashSet

Java 10+ 不可变副本的性能与兼容性代价

它们不是简单封装一层,而是做了内容拷贝 + 内部结构固化。这意味着:小集合开销不大,但大集合(比如上万元素的 List)会触发一次完整遍历和数组复制,比直接返回 Collections.unmodifiableList 慢得多。

另外,List.copyOfSet.copyOf 返回的是专用不可变实现类(如 ImmutableCollections.ListN),它们不继承自传统 ArrayListHashSet,某些依赖具体类型反射的旧代码会失效。

  • 参数差异:List.copyOf 接受任意 Collection,但内部会调用 toArray;若源集合的 toArray 实现有 bug(比如返回了非泛型数组),可能引发 ArrayStoreException
  • 兼容性影响:Android(API --release 10 编译,运行在低版本也会 NoSuchMethodError
  • 性能提示:如果只是临时防止误写,用 Collections.unmodifiableList 更轻量;只有真需要“不可变语义 + 防止子类篡改 + 明确表达意图”时,才值得换 copyOf

别忽略原始集合是否已含 null 元素

List.copyOfSet.copyOf 都允许 null 元素——前提是原始集合本身合法包含 null。但一旦传入的集合是 LinkedListArrayList,那就没问题;如果是 Guava 的 ImmutableList 或某些自定义集合,可能在构造时就禁止 null,这时 copyOf 会继承该约束并提前失败。

  • 容易踩的坑:把 Optional.ofNullable(list).map(List::copyOf).orElse(Collections.emptyList()) 当成万能兜底,结果 list 里有 null 且源集合不允许,照样抛异常
  • 真实场景:DTO 解析 JSON 数组时,字段可能为 null 或含 null 值,Jackson 默认生成 ArrayList,此时 copyOf 是安全的;但若用了自定义反序列化器强制返回不可变集合,则风险前置
  • 建议:对不确定来源的数据,优先用防御性拷贝(如 new ArrayList(list))再调 copyOf,而不是信任上游集合的实现细节

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