Java中emptyList与emptyMap使用全解析

偷偷努力，悄无声息地变强，然后惊艳所有人！哈哈，小伙伴们又来学习啦~今天我将给大家介绍《Java中emptyList与emptyMap的用法详解》，这篇文章主要会讲到等等知识点，不知道大家对其都有多少了解，下面我们就一起来看一吧！当然，非常希望大家能多多评论，给出合理的建议，我们一起学习，一起进步！

使用Collections.emptyList()和emptyMap()可避免null，提升代码健壮性与性能。它们返回全局唯一的不可变空集合实例，防止NPE，减少内存开销，适用于API返回值、字段默认值等无需修改的场景。

在Java开发中，Collections.emptyList() 和 Collections.emptyMap() 这两个方法，说白了，就是为了提供一个不可变、类型安全且高效的空集合实例。它们的存在，很大程度上是为了帮助我们写出更健壮、更不容易出错的代码，避免那些恼人的 NullPointerException，同时还能在一定程度上优化性能。在我看来，这不仅仅是几个API调用，更是一种优秀编程习惯的体现。

Collections.emptyList() 和 Collections.emptyMap() 都是 java.util.Collections 类提供的静态工厂方法。当你调用它们时，你不会得到一个新的、每次都创建的空集合对象，而是会获得一个预先定义好的、全局唯一的、不可变的空集合实例。这意味着，无论你在程序的哪个地方调用多少次，它们返回的都是同一个对象——一个没有任何元素的列表或映射，并且你无法向其中添加或删除任何元素。试图修改它们，会直接抛出 UnsupportedOperationException。

为什么不直接返回 null，而是使用 Collections.emptyList/emptyMap？

这其实是个老生常谈的话题了，但每次提到，我总觉得还是很有必要强调一下：避免 null 是编写高质量代码的关键一步。我们都知道 NullPointerException 是Java世界里最常见的运行时错误之一，甚至被其发明者称之为“价值十亿美元的错误”。当一个方法可能返回 null 而调用者又忘记检查时，程序就埋下了隐患。

想象一下，你有一个服务方法，它负责查询用户列表。如果查询结果为空，你是返回 null 呢，还是返回一个空列表？

如果返回 null：

List<User> users = userService.findUsersByCriteria(criteria);
if (users != null) { // 每次调用后都得加这个判断
    for (User user : users) {
        // ... 处理用户 ...
    }
}

这种代码，到处都是 if (xxx != null)，看着就让人头大，而且很容易漏掉。

而如果返回 Collections.emptyList()：

List<User> users = userService.findUsersByCriteria(criteria); // 即使没有用户，也总是一个非null的列表
for (User user : users) { // 可以直接迭代，无需担心NPE
    // ... 处理用户 ...
}

是不是清爽很多？调用者不需要关心底层有没有数据，只要它拿到的是一个 List，就可以放心地进行迭代或其他集合操作。这极大地提升了API的健壮性和易用性。这不仅是一种编程风格，更是一种防御性编程的体现，它让你的代码在面对“无数据”这种常见情况时，能够更加优雅和稳定。

Collections.emptyList/emptyMap 与 new ArrayList()/new HashMap() 有何不同？

这两个选项虽然都能得到一个空的集合，但它们的本质和用途却大相径庭，理解它们之间的差异，能帮助你做出更明智的选择。

最核心的区别在于可变性和内存效率。

new ArrayList() 或 new HashMap() 每次调用都会在堆上创建一个全新的、可变的集合对象。这意味着你可以自由地向其中添加、删除元素。即使你创建时它是空的，它也为未来的修改做好了准备。每次创建都需要分配内存，并且可能涉及对象的初始化开销。

而 Collections.emptyList() 或 Collections.emptyMap() 则返回的是一个不可变的单例对象。

• 不可变性： 一旦你获得了这个空集合，你就不能向它添加任何东西。任何尝试修改它的操作都会立即抛出 UnsupportedOperationException。这在多线程环境下尤其重要，因为不可变对象天生就是线程安全的，无需额外的同步措施。
• 单例： 无论你在程序的多少个地方调用它们，它们始终返回的是同一个 EmptyList 或 EmptyMap 实例。这带来了显著的内存优势，特别是当你的应用中有很多地方需要表示“空”状态时，你不需要为每个“空”都创建一个新对象，从而节省了大量的堆内存，也减少了垃圾回收的压力。

所以，如果你需要一个可以随时填充数据的集合，即使它开始是空的，也应该使用 new ArrayList() 或 new HashMap()。但如果你只是想表示一个“无数据”的最终状态，并且不希望它被修改，那么 Collections.emptyList() 或 Collections.emptyMap() 才是更优雅、更高效的选择。

在实际项目中，何时是使用 Collections.emptyList/emptyMap 的最佳时机？

在我日常的开发工作中，我发现有几个场景是 Collections.emptyList() 和 Collections.emptyMap() 发光发热的地方：

• API 方法的返回值： 这是最常见的场景。当你的业务逻辑在某些条件下没有数据可返回时，比如一个查询方法没有找到匹配项，或者一个聚合操作结果为空，返回一个空集合而非 null 是最佳实践。

  public List<Order> getRecentOrders(String userId) {
      // 假设这里是数据库查询逻辑
      List<Order> orders = databaseService.findOrdersByUserId(userId);
      if (orders.isEmpty()) {
          return Collections.emptyList(); // 明确表示没有订单，而不是null
      }
      return orders;
  }

• 类的字段默认值： 有时候一个类的某个列表或映射字段，在对象刚创建时可能没有数据，但你又不想把它初始化为 null，这时 Collections.emptyList() 或 Collections.emptyMap() 是一个很好的选择。

  public class Product {
      private String name;
      private List<String> tags = Collections.emptyList(); // 默认一个空标签列表，避免NPE
  
      public Product(String name) {
          this.name = name;
      }
  
      // 如果需要添加标签，通常会创建一个新的可变列表
      public void addTag(String tag) {
          if (this.tags == Collections.emptyList()) { // 如果是默认的空列表
              this.tags = new ArrayList<>(); // 第一次添加时才实例化可变列表
          }
          ((ArrayList<String>) this.tags).add(tag);
      }
  
      public List<String> getTags() {
          return tags;
      }
  }

  请注意，这里 addTag 方法的实现，如果 tags 初始是 Collections.emptyList()，需要先创建一个新的 ArrayList。这是一种常见的模式，即“懒初始化”或“写时复制”。

• 作为 Stream API 的初始值或聚合结果： 在使用Java Stream API进行数据处理时，如果某个 collect 操作可能导致空结果，返回 Collections.emptyList() 也是一个自然的选择。

  List<String> validNames = names.stream()
                                 .filter(name -> name != null && !name.trim().isEmpty())
                                 .collect(Collectors.toList()); // collect默认不会返回null
  // 但如果你的自定义收集器或者其他逻辑可能导致空，可以考虑
  // return validNames.isEmpty() ? Collections.emptyList() : validNames;

  当然，Collectors.toList() 本身在结果为空时就会返回一个空 ArrayList，所以这个场景更多是针对一些更复杂的自定义收集器或者在 Optional 场景下使用。

• 在某些条件逻辑分支中： 当程序根据特定条件，需要返回一个明确的“无数据”状态时，它们同样适用。

总而言之，只要你希望表达一个集合是空的，并且它在后续的生命周期中不应该被修改，那么 Collections.emptyList() 和 Collections.emptyMap() 几乎总是比 null 或 new ArrayList() 更好的选择。它们让你的代码更清晰、更安全，也更符合Java的集合设计哲学。

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