作者 | 樓下小黑哥
責編 | 伍杏玲
出品 | CSDN博客
List 可謂是我們經常使用的集合類之一，幾乎所有業務代碼都離不開 List。既然天天在用，那就沒準就會踩中這幾個 List 常見坑。
今天我們就來總結這些常見的坑在哪裡，撈自己一手，防止後續同學再繼續踩坑。
本文設計知識點如下：
ArrayList 這是李逵，還是李鬼？
以前實習的時候，寫過這樣一段簡單代碼，通過 Arrays#asList 將數組轉化為 List 集合。
這段代碼表面看起來沒有任何問題，編譯也能通過，但是真正測試運行的時候將會在第 4 行拋出 UnsupportedOperationException。
剛開始很不解，Arrays#asList 返回明明也是一個 ArrayList，為什麼添加一個元素就會報錯？這以後還能好好新增元素嗎？
最後通過 Debug 才發現這個Arrays#asList 返回的 ArrayList 其實是個李鬼，僅僅只是 Arrays 一個內部類，並非真正的 java.util.ArrayList。
通過 IDEA，生成這兩個的類圖，如下：
從上圖我們發現，add/remove 等方法實際都成自 AbstractList，而 java.util.Arrays$ArrayList 並沒有重寫父類的方法。而父類方法恰恰都會拋出 UnsupportedOperationException。
這就是為什麼這個李鬼 ArrayList 不支持的增刪的實際原因。
用新 List，為什麼互相影響？
李鬼 ArrayList 除了不支持增刪操作這個坑以外，還存在另外一個大坑，改動內部元素將會同步影響原數組。
輸出結果：
arrays:[modify_1, modify_2, 3]
list:[modify_1, modify_2, 3]
從日誌輸出可以看到，不管我們是修改原數組，還是新 List 集合，兩者都會互相影響。
查看 java.util.Arrays$ArrayList 實現，我們可以發現底層實際使用了原始數組。
知道了實際原因，修復的辦法也很簡單，套娃一層 ArrayList 唄！
List list = new ArrayList<>(Arrays.asList(arrays));
不過這麼寫感覺十分繁瑣，推薦使用 Guava Lists 提供的方法。
List list = Lists.newArrayList(arrays);
通過上面兩種方式，我們將新的 List 集合與原始數組解耦，不再互相影響，同時由於此時還是真正的 ArrayList，不用擔心 add/remove報錯了。
除了 Arrays#asList產生新集合與原始數組互相影響之外，JDK 另一個方法 List#subList 生成新集合也會與原始 List 互相影響。
我們來看一個例子：
日誌輸出結果：
integerList:[10, 20, 3]
subList:[10, 20]
查看 List#subList 實現方式，可以發現這個 SubList 內部有一個 parent 字段保存保存最原始 List 。
所有外部讀寫動作看起來是在操作 SubList ，實際上底層動作卻都發生在原始 List 中，比如 add 方法：
另外由於 SubList 實際上還在引用原始 List，業務開發中，如果不注意，很可能產生 OOM 問題。
以下例子來自於極客時間：Java業務開發常見錯誤100例
private static List> data = new ArrayList<>;
private static void oom {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
List 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 個具有 1 個元素的 List，不會佔用很大空間。但是程序很快就會 OOM。
OOM 的原因正是因為每個 SubList 都強引用個一個 10 萬個元素的原始 List，導致 GC 無法回收。
這裡修復的辦法也很簡單，跟上面一樣，也來個套娃唄，加一層 ArrayList 。
不可變集合，說好不變，你怎麼就變了？
為了防止 List 集合被誤操作，我們可以使用 Collections#unmodifiableList 生成一個不可變（immutable）集合，進行防禦性編程。
這個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，從而保護不可變集合的安全。
上面最後三行寫操作都將會拋出 UnsupportedOperationException 異常。
但是你以為這樣就安全了嗎？
如果有誰不小心改動原始 List，你就會發現這個不可變集合，竟然就變了。
上面單元測試結果將會全部通過，這就代表 Collections#unmodifiableList 產生不可變集合將會被原始 List 所影響。
查看 Collections#unmodifiableList 底層實現方法：
可以看到這跟上面 SubList 其實是同一個問題，新集合底層實際使用了原始 List。
由於不可變集合所有修改操作都會報錯，所以不可變集合不會產生任何改動，所以並不影響的原始集合。但是防過來，卻不行，原始 List 隨時都有可能被改動，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 list = new ArrayList<>(Arrays.asList("one", "two", "three"));
List unmodifiableList = List.of(list.toArray(new String[]{}));使用 Guava immutable list：
List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("one", "two", "three"));
List unmodifiableList = ImmutableList.copyOf(list);相比而言 Guava 方式比較清爽，使用也比較簡單，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 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，將會從集合中刪除改元素。
這個程序編譯正常，但是運行時，程序將會發生異常，日誌如下：
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誤是由 ArrayList$Itr.next 處的代碼拋出，但是代碼中我們並沒有調用該方法，為什麼會這樣?
實際是因為 forEach 這種方式實際上 Java 給我們提供的一種語法糖，編譯之後將會變為另一種方式。
我們將上面的代碼產生 class 文件反編來看下最後代碼長的啥樣。
可以看到 forEach 這種方式實際就是 Iterator 迭代器實現方式，這就是為什麼 forEach 被遍歷的類需要實現 Iterator接口的原因。
接著我們來看下拋出異常方法：
expectedModCount 來源於 list#iterator 方法：
也就是說剛開始遍歷循環的時候 expectedModCount==modCount，下面我們來看下 modCount。
modCount 來源於 ArrayList 的父類 AbstractList，可以用來記錄 List 集合被修改的次數。
ArrayList#remove 之後將會使 modCount 加一，expectedModCount與 modCount 將會不相等，這就導致迭代器遍歷時將會拋錯。
modCount 計數操作將會交子類自己操作，ArrayList 每次修改操作（增、刪）都會使 modCount 加 1。但是如 CopyOnWriteArrayList 並不會使用 modCount 計數。
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，統一操作。
修復的辦法有兩種：
使用 Iterator#remove 刪除元素
JDK1.8 List#removeIf
推薦使用 JDK1.8 這種方式，簡潔明瞭。
思考
如果我將上面 foreach 代碼判斷條件簡單修改一下：
運行這段代碼，可以發現這段代碼又不會報錯了，有沒有很意外？
總結
第一，我們不要先入為主，想當然就認為 Arrays.asList 和 List.subList 就是一個普通，獨立的 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際非常笨重，並且低效，還不安全，所以推薦使用 Guava 不可變集合代替。
最後，切記，不要隨便在 foreach增加/刪除元素。
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