如何选择Arrays.asList()、Collections.singletonList()？

Arrays.asList()、Collections.singletonList()

Arrays.asList(strArray)返回值是仍然是一个可变的集合，但是返回值是其内部类，不具有add方法，可以通过set方法进行增加值，默认长度是10
Collections.singletonList()返回的是不可变的集合，但是这个长度的集合只有1，可以减少内存空间。但是返回的值依然是Collections的内部实现类，同样没有add的方法，调用add，set方法会报错
java.lang.UnsupportedOperationException //调用add（）都会报错

如何将一个元素优雅的转换成一个集合
List authcChannels = Stream.of(K).collect(Collectors.toList());

Java 8及早期版本

Java 1.3开始就提供下面的静态工厂方法：

Collections::singletonList.

List list= Collections.singletonList(item);

希望进一步节省代码的开发者能会想到Arrays::asList工厂方法。这个方法从Java 1.2起就一直存在。

List list= Arrays.asList(item);

然而这种方案并不可取。asList方法只接收varargs参数，这意味着item参数创建列表之前就已经包装为数组。用这种方法创建的List类型是ArrayList，这并不奇怪。但实际得到的类型可能不是java.util.ArrayList，而是java.util.Arrays$ArrayList私有类，两者有以下区别：

没有实现Cloneable接口（不是很明显）。
列表底层实际上是传递给asList方法的数组。java.util.ArrayList会创建内部数组并对其管理。
不支持java.util.List接口定义的许多方法，尤其是mutation方法。（详细信息参见下表）
Java 8中Stream API提供了更多创建单项列表的方法，尽管使用的方法更不直观：

List list= Stream.of(item).collect(Collectors.toList);

List immutableList = Stream.of(item).collect(Collectors.toUnmodifiableList);

无论采用哪种collector，这种方法都不可取。因为除了创建List之外还创建了一个StreamCollector和Collector。只有前者才是我们真正唯一关心的事情。

对于Java 8及早期版本Collections::singletonList是单行代码中创建单元列表最好的办法。

对于Java 8以后的Java版本还是最佳选择吗？

Java 9及更高版本

Java 9中增加了一个很棒的API，List::of。接受一个或多个参数，返回一个包含这些参数的List。乍一看似乎和Arrays::asList没什么区别。但是仔细检查后您会注意到，List::of方法支持不同数量的参数，包括下面讨论中的元素：

/**

• 返回包含一个元素的不可变列表

• 更多信息参见 Unmodifiable Lists

• @param {@code List} 的元素类型

• @param e1 单个元素

• @return a {@code List} 包含指定元素

• @throws NullPointerException 如果元素为 {@code null}

• @since 9

*/

static List of(E e1) {

returnnewImmutableCollections.List12<>(e1);

}

List::of支持从一到十个固定数量的命名参数，所有这些都是为了避免使用varargs数组。如您所料，余下的List::of方法接受varargs参数，处理极少数情况下列表中包含11个甚至个更多item。

List::of与Collections::singletonList相比，哪个更胜一筹？

Collections::singletonList vs. List::of

可以从多个角度比较这两个工厂。

编程效率：方法各自适用什么场景？
代码可读性：使用方法对代码可读性有什么影响？
List API支持：方法返回的List实例支持哪些操作？
Null支持：哪个方法支持null？
内存使用：方法返回的List实例消耗多少内存？
性能：每种方法创建List的效率如何？
编程效率

与Collections.singletonList相比，List.of代码更少。导入java.util.Collections不需要输入（或者用IDE快捷方式）。由于需要处理List返回值，通常已经导入了java.util.List。

此外，如果需要增加item，只要向List::of中加入参数，无需改用其他方法。

代码可读性

尽管Collections::singletonList明确表明返回的列表仅包含一个item，但List.of(item)的返回值也很清楚：“返回包含此item的一个列表。”在我看来，这样读起来很自然。

实际上，结果是一个list这个事实比列表中只有一个item更重要。List::of突出了这个信息，而Collections::singletonList一直看到最后四个字母才解除了我们的疑惑。

List API支持

每个工厂方法返回的java.util.List实现各有不同，并且支持的API方法之间存在细微差异。Collections::singletonList返回java.util.Collections$SingletonList，相比List::of返回的java.util.ImmutableCollections$List12支持更多操作。

为了比较，下面的列表中还包含了之前提到的java.util.Arrays$ArrayList和java.util.ArrayList，后面是Collectors.toList的返回类型。Collectors.toUnmodifiableList与List::of返回的列表类型相同

图例：

✔️ 表示支持该方法
❌表示调用此方法会抛出UnsupportedOperationException；
❗️表示仅在方法参数不会引起mutation的情况下才支持该方法，例如Collections.singletonList(“foo”).retainAll(“foo”)没问题，但Collections.singletonList(“foo”).retainAll(“bar”)会抛出UnsupportedOperationException
从不变性角度考虑List::of的ImmutableCollections.List12最强；不论传入的参数如何，每个方法都会抛出UnsupportedOperationException。

Collections::singletonList尽管允许调用一些“mutator”方法，但最终结果还是不可变的。

Arrays::asList 返回值类型是可变的；可以修改返回值（同时会更改传给工厂方法的数组值），但不能添加或删除item调整大小。

有趣的是，java.util.Collections$SingletonList的list-iterator不持支持set方法，但是支持sort方法。在JavaDocs中明确说明：“如果list-iterator不支持set方法，会抛出UnsupportedOperationException”。看起来java.util.Collections$SingletonList并不完全符合java.util.List规范。

ArrayList和LinkedList也有类似问题。List::sort的JavaDocs声称：“如果指定的comparator参数为null，则列表中所有元素都必须实现Comparable接口”。真的是这样吗？那为什么下面这段代码能正常工作呢？

List list= newArrayList<>;

list.add( newObject); // java.lang.Object 并没有实现 Comparable 接口

list.sort(null); // 没有抛出 java.lang.ClassCastException

Null支持

如果出于某些奇怪的原因打算创建包含一个null元素的单元列表，那么不能使用List:of，NullPointerException会映入你眼帘（没错，NullPointerException可以用作动词）。Array::asList和基于Stream的方法也是如此。

Collections::singletonList支持创建null列表。

内存使用

使用jcmd为一个简单程序生成了GC.class_histogram。这个该程序使用Collections::singletonList与List::of各创建了十万个列表。

#instances #bytes class name (module)

---

1000772401848java.util.ImmutableCollections$List12 (java.base@ 12.0.2)

1000002400000java.util.Collections$SingletonList (java.base@ 12.0.2)

我不太确定java.util.ImmutableCollections$List12多出来的77个实例来自哪里，但是用字节数除以实例个数会发现，每个类实例恰好占用了24个字节。鉴于每个list都包含对一个item引用，这很有意义。64位JVM上的每个类占用12个字节（禁止压缩OOP），每个引用消耗8个字节，总共20个字节。当填充到接近8的倍数时，会达到24个字节。

性能

使用JMH创建一个基准测试，检测目前为止使用上述所有方法创建列表的平均时间和吞吐量：

基准模式Cnt得分误差单位

Approach.collectionsSingletonList thrpt 5154.848± 16.030ops/us

Approach.listOf thrpt 5147.524± 10.477ops/us

Approach.arraysAsList thrpt 590.731± 2.655ops/us

Approach.streamAndCollectToList thrpt 54.481± 0.459ops/us

Approach.streamAndCollectToUnmodifiableList thrpt 54.235± 0.081ops/us

Approach.collectionsSingletonList avgt 50.006± 0.001us/op

Approach.listOf avgt 50.007± 0.001us/op

Approach.arraysAsList avgt 50.011± 0.001us/op

Approach.streamAndCollectToList avgt 50.217± 0.004us/op

Approach.streamAndCollectToUnmodifiableList avgt 50.241± 0.036us/op

根据这些数据，Collections::singletonList的吞吐量比List::of略高且平均执行速度略快，但是性能基本相同。

下一个Arrays::asList，速度大约是它的两倍，吞吐量是它的60％。相比之下，Stream API提供的两种方法测试结果非常糟糕。

为什么Collections::singletonList的性能要比List::of的性能略好一些？我猜测唯一的可能是java.util.ImmutableCollections.List12调用了Objects::requireNonNull强制保证“不允许传入null”。就像前面提到的那样，java.util.Collections$SingletonList支持null（无论好坏），因此不对constructor的参数进行任何检查。

总结

Collections::singletonList和List::of都是创建单元列表的绝佳选择。如果使用的Java版本支持这两种方法（Java 9及更高版本），我建议使用List：of，因为它使用方便、代码可读性强且不可变性更好