Java 9 集合工厂方法：一行代码创建不可变 List/Set/Map

痛点与解决

Java 8 创建不可变集合需“新建可变集合 → 添加元素 → Collections.unmodifiableXxx() 包装”三步，冗长且易错。Java 9 在 List、Set、Map 接口新增静态工厂方法，一行代码完成创建。

核心方法签名

// List & Set：0-10 个参数重载 + 可变参数重载
static  List of(E e1, E e2, ...)
static  List of(E... elements)

// Map：0-10 对键值对重载 + Map.Entry 可变参数
static  Map of(K k1, V v1, K k2, V v2, ...)
static  Map ofEntries(Map.Entry... entries)

关键特性

• 不可变：任何修改操作（add、put、remove、clear）抛出 UnsupportedOperationException。
• 空值不允许：元素、键、值均不能为 null，否则编译或运行时报 NullPointerException。
• 确定性迭代顺序：List.of 保持参数顺序；Set.of、Map.of 顺序为实现细节但实例间稳定。
• 可序列化：实现 Serializable，适合分布式场景。
• 内存高效：内部使用紧凑数据结构，无冗余对象头。

代码对比

Java 8 方式（冗长）

Set set = new HashSet<>();
set.add("A"); set.add("B"); set.add("C");
set = Collections.unmodifiableSet(set);

List list = new ArrayList<>();
list.add("A"); list.add("B"); list.add("C");
list = Collections.unmodifiableList(list);

Map map = new HashMap<>();
map.put("A","Apple"); map.put("B","Boy"); map.put("C","Cat");
map = Collections.unmodifiableMap(map);

Java 9 方式（简洁）

Set set = Set.of("A", "B", "C");
List list = List.of("A", "B", "C");
Map map = Map.of("A","Apple", "B","Boy", "C","Cat");

// 超过 10 对键值对使用 ofEntries
Map map1 = Map.ofEntries(
    new AbstractMap.SimpleEntry<>("A","Apple"),
    new AbstractMap.SimpleEntry<>("B","Boy"),
    new AbstractMap.SimpleEntry<>("C","Cat")
);

输出结果

[A, B, C]
[A, B, C]
{A=Apple, B=Boy, C=Cat}
{A=Apple, B=Boy, C=Cat}

进阶用法

• List.copyOf(list)、Set.copyOf(set)、Map.copyOf(map)：从现有集合创建不可变副本（Java 10+）。
• Collectors.toUnmodifiableList/Set/Map()：流收集直接产出不可变集合（Java 10+）。
• 空集合：List.of()、Set.of()、Map.of() 返回共享空实例，零开销。

何时不适用

• 需要后续修改集合内容 → 使用 new ArrayList<>() 等可变实现。
• 元素/键/值可能为 null → 使用可变集合或 Collections.singletonList 等旧 API。
• 超大集合初始化（> 1000 元素） → 工厂方法可变参数可能栈溢出，改用流或构建器模式。