👀 Внутреннее устройство List.of()

List.of() появился в Java 9 и произвёл революцию в создании коллекций. Но под капотом это не просто обёртка над ArrayList — это целая иерархия оптимизированных классов.

📦 Сигнатура и варианты

Java предоставляет 12 перегруженных методов:

// Специализированные версии для 0-10 элементов
static <E> List<E> of()
static <E> List<E> of(E e1)
static <E> List<E> of(E e1, E e2)
// ... до 10 параметров
static <E> List<E> of(E e1, E e2, ..., E e10)
// Varargs для 11+ элементов
static <E> List<E> of(E... elements)

Зачем столько перегрузок?

— Избежать overhead создания varargs массива
— Каждая перегрузка возвращает оптимизированный класс
— Специализация для частых случаев (1-2 элемента)

🔍 Внутренняя реализация

→ Разные классы для разного размера:

// 0 элементов — singleton
static <E> List<E> of() {
    return ImmutableCollections.EMPTY_LIST;  // Переиспользуется!
}

// 1 элемент — List12 (List of 1 or 2)
static <E> List<E> of(E e1) {
    return new ImmutableCollections.List12<>(e1);
}

// 2 элемента — тот же List12
static <E> List<E> of(E e1, E e2) {
    return new ImmutableCollections.List12<>(e1, e2);
}

// 3+ элементов — ListN
static <E> List<E> of(E e1, E e2, E e3) {
    return ImmutableCollections.listFromTrustedArray(e1, e2, e3);
}

→ Структура List12 (для 1-2 элементов):

static final class List12<E> extends AbstractImmutableList<E> {
    private final E e0;  // Всегда присутствует
    private final E e1;  // null если один элемент
    
    List12(E e0) {
        this.e0 = Objects.requireNonNull(e0);
        this.e1 = null;
    }
    
    List12(E e0, E e1) {
        this.e0 = Objects.requireNonNull(e0);
        this.e1 = Objects.requireNonNull(e1);
    }
    
    public int size() {
        return e1 != null ? 2 : 1;
    }
    
    public E get(int index) {
        if (index == 0) return e0;
        else if (index == 1 && e1 != null) return e1;
        throw new IndexOutOfBoundsException();
    }
}

→ Структура ListN (для 3+ элементов):

static final class ListN<E> extends AbstractImmutableList<E> {
    private final E[] elements;  // Хранит все элементы
    
    ListN(E... elements) {
        // Копирование + null-check каждого элемента
        this.elements = elements.clone();
        for (E e : this.elements) {
            Objects.requireNonNull(e);
        }
    }
    
    public int size() {
        return elements.length;
    }
    
    public E get(int index) {
        return elements[index];
    }
}

⚠️ Подводные камни

1. Null элементы запрещены.
2. Varargs создаёт массив.
3. Не Serializable.
4. SubList тоже immutable.

📊 Performance бенчмарк

→ Создание списка из 3 элементов:

List.of("A", "B", "C"):                ~5 ns
Arrays.asList("A", "B", "C"):          ~8 ns
new ArrayList<>(Arrays.asList(...)):   ~25 ns

List.of() в 5 раз быстрее ArrayList!

→ Memory footprint:

List.of(1, 2, 3):           48 байт
Arrays.asList(1, 2, 3):     ~72 байт (backing array + wrapper)
new ArrayList<>(3 items):   ~112 байт (default capacity 10)

List.of() в 2.3 раза компактнее!

🔗 Документация

══════ Навигация ══════
Вакансии • Задачи • Собесы

🐸 Библиотека джависта

#CoreJava