JDK 之 Arrays.asList - 源码分析

Arrays工具类提供了一个方法asList, 使用该方法可以将一个变长参数或者数组转换成List 。

其源代码如下：

 @SafeVarargs
 public static <T> List<T> asList(T... a) {
  return new ArrayList<>(a);
 }

　　

问题发现

根据上述方法的描述，我们先来编写几个例子：

public class ArrayExample {

 public static void main(String[] args) {

  /**使用变长参数*/
  List<String> array1 = Arrays.asList("Welcome", "to","Java", "world");
  System.out.println(array1);

  /**使用数组*/
  List<String> array2 = Arrays.asList(new String[] {"Welcome", "to","Java", "world"});
  System.out.println(array2);
 }

}

运行上述程序，输出如下内容。

[Welcome, to, Java, world]
[Welcome, to, Java, world]

心血来潮，突然想在创建的列表中添加一个字符串“Cool~~~”,  走一个。

 /**使用变长参数*/
  List<String> array1 = Arrays.asList("Welcome", "to","Java", "world");
  array1.add("Cool~~~");

　　

结果，遇到一个UnsupportedOperationException异常：

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
 at java.util.AbstractList.add(Unknown Source)
 at java.util.AbstractList.add(Unknown Source)
 at test.ArrayExample.main(ArrayExample.java:36)

　　

不可思议，new ArrayList<>(a)产生的列表调用add方法，竟然遇到问题。

原因查找

那么问题来了，到底发生了什么事情？带着疑问，去查看一下Arrays.asList中使用的ArrayList到底长啥样？

原来Arrays的asList方法使用的ArrayList类是一个内部定义的类，而不是java.util.ArrayList类。

其源代码如下：

 1  /**
 2    * @serial include
 3    */
 4   private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
 5     implements RandomAccess, java.io.Serializable
 6   {
 7     private static final long serialVersionUID = -2764017481108945198L;
 8     private final E[] a;
 9
10     ArrayList(E[] array) {
11       if (array==null)
12         throw new NullPointerException();
13       a = array;
14     }
15
16     public int size() {
17       return a.length;
18     }
19
20     public Object[] toArray() {
21       return a.clone();
22     }
23
24     public <T> T[] toArray(T[] a) {
25       int size = size();
26       if (a.length < size)
27         return Arrays.copyOf(this.a, size,
28                    (Class<? extends T[]>) a.getClass());
29       System.arraycopy(this.a, 0, a, 0, size);
30       if (a.length > size)
31         a[size] = null;
32       return a;
33     }
34
35     public E get(int index) {
36       return a[index];
37     }
38
39     public E set(int index, E element) {
40       E oldValue = a[index];
41       a[index] = element;
42       return oldValue;
43     }
44
45     public int indexOf(Object o) {
46       if (o==null) {
47         for (int i=0; i<a.length; i++)
48           if (a[i]==null)
49             return i;
50       } else {
51         for (int i=0; i<a.length; i++)
52           if (o.equals(a[i]))
53             return i;
54       }
55       return -1;
56     }
57
58     public boolean contains(Object o) {
59       return indexOf(o) != -1;
60     }
61   }

从这个内部类ArrayList的实现可以看出，它继承了抽象类java.util.AbstractList<E>, 但是没有重写add和remove方法，没有给出具体的实现。

但是，默认情况下，java.util.AbstractList类在add、set以及remove方法中，直接会抛出UnsupportedOperationException异常。AbstractList的部分源代码如下：

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {
  /**
   * Sole constructor. (For invocation by subclass constructors, typically
   * implicit.)
   */
  protected AbstractList() {
  }

  public E set(int index, E element) {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }

  /**
   * {@inheritDoc}
   *
   * <p>This implementation always throws an
   * {@code UnsupportedOperationException}.
   *
   * @throws UnsupportedOperationException {@inheritDoc}
   * @throws ClassCastException      {@inheritDoc}
   * @throws NullPointerException     {@inheritDoc}
   * @throws IllegalArgumentException   {@inheritDoc}
   * @throws IndexOutOfBoundsException   {@inheritDoc}
   */
  public void add(int index, E element) {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }

  /**
   * {@inheritDoc}
   *
   * <p>This implementation always throws an
   * {@code UnsupportedOperationException}.
   *
   * @throws UnsupportedOperationException {@inheritDoc}
   * @throws IndexOutOfBoundsException   {@inheritDoc}
   */
  public E remove(int index) {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
}

正是因为java.util.Arrays类的内部类ArrayList没有重写add和remove方法，所以，当我们调用其add方法时，其实就是调用了AbstractList类的add方法，结果就是直接抛出UnsupportedOperationException异常。

同理，在调用remove方法，或者调用与add、remove方法相关联的其它方法（如addAll）同样会遇到UnsupportedOperationException异常。

public class ArrayExample {

  public static void main(String[] args) {

    /**使用变长参数*/
    List<String> array1 = Arrays.asList("Welcome", "to", "Java", "world");
    array1.addAll(Arrays.asList("AAA", "BBB"));
  }

}

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
 at java.util.AbstractList.add(Unknown Source)
 at java.util.AbstractList.add(Unknown Source)
 at java.util.AbstractCollection.addAll(Unknown Source)
 at test.ArrayExample.main(ArrayExample.java:36)

　　

set的例子：

public class ArrayExample {

  public static void main(String[] args) {

    /**使用变长参数*/
    List<String> array1 = Arrays.asList("Welcome", "to", "Java", "world");
    System.out.println(array1);

    //将Java替换成hello
    array1.set(2, "hello");
    System.out.println(array1);
  }

}

　　

正是由于Arrays的内部类ArrayList重写了set方法，所以上述程序能够正常运行，不会再抛出UnsupportedOperationException异常。

结果如下：

[Welcome, to, Java, world]
[Welcome, to, hello, world]

Arrays.asList比较适合那些已经有数组数据或者一些元素，而需要快速构建一个List，只用于读取操作，而不进行添加或删除操作的场景。

如果，想要根据已知数组数据，快速获取一个可进行增删改查的列表List，一个比较简单的方法如下：

重新使用java.util.ArrayList包装一层。

public class ArrayExample {

  public static void main(String[] args) {

    /**使用变长参数*/
    List<String> array1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("Welcome", "to", "Java", "world"));
    System.out.println(array1);

    array1.add("Cool~~~");
    System.out.println(array1);

  }

}

　　

结果如下:

[Welcome, to, Java, world]
[Welcome, to, Java, world, Cool~~~]