Collections 类位于 java.util 包下，提供了许多有用的对象和方法，来简化java中集合的创建、处理和多线程管理。掌握此类将非常有助于提升开发效率和维护代码的简洁性，同时对于程序的稳定性和安全性有大有帮助。

Empty集合

用来创建一个空的集合

EmptySet
EmptyList
EmptyMap

Singleton集合

单例集合用来创建仅包含一个对象的集合，集合不可修改，元素可为null，多线程安全（ 这并不意味着对列表中元素的引用是线程安全的。如果列表中存储的是可变对象，并且多个线程可能会修改这些对象，那么你仍然需要在访问这些对象时采取适当的同步措施。）

• SingletonSet

• SingletonList

• SingletonMap ： key ，value 均可为null

示例代码：

List<String> list = Collections.singletonList(null);

System.out.println(list.get(0));

Map<String, String> map = Collections.singletonMap("dd", null);

System.out.println( map.get("dd"));

Set<Object> set = Collections.singleton(null);

System.out.println(set);

UnmodifiableCollection 集合

用于包装集合，生成一个不可修改的集合，新集合不允许添加、删除或修改元素。 常用于返回集合的副本，以避免外部代码意外修改原始集合，增强代码的安全性和稳定性。需要注意的是仅副本不可修改，源集合任然可以修改，而且修改的内容会反馈到副本集合中。

public static void main(String[] args) {


    // 创建一个可修改的集合
    List<String> modifiableList = new ArrayList<>();
    modifiableList.add("Apple");
    modifiableList.add("Banana");
    modifiableList.add("Cherry");


    // 创建一个不可修改的集合
    Collection<String> unmodifiableList = Collections.unmodifiableCollection(modifiableList);


    // 输出不可修改的集合
    System.out.println("Unmodifiable Collection: " + unmodifiableList);


    // 尝试修改集合
    try {
        unmodifiableList.add("Date"); // 将抛出 UnsupportedOperationException
    } catch (UnsupportedOperationException e) {
        System.out.println("Cannot modify unmodifiable collection: " + e.getMessage());
    }


    // 修改原始集合
    modifiableList.add("Date");
    System.out.println("Modified Original Collection: " + modifiableList);
    System.out.println("Unmodifiable Collection after original modification: " + unmodifiableList);


}

输出：

Unmodifiable Collection: [Apple, Banana, Cherry]
Cannot modify unmodifiable collection: null
Modified Original Collection: [Apple, Banana, Cherry, Date]
Unmodifiable Collection after original modification: [Apple, Banana, Cherry, Date]

CheckedCollection 集合

用于创建一个集合，在创建的时候指定元素类型。该集合会在添加或修改元素时进行类型检查，若类型检查不通过将抛异常。

public static void main(String[] args) {
    // 创建一个可修改的集合
    Collection<String> stringList = new ArrayList<>();

    // 创建一个类型安全的集合，指定只能包含 String 类型的元素
    Collection<String> checkedCollection = Collections.checkedCollection(stringList, String.class);

    // 添加元素
    checkedCollection.add("Apple");
    checkedCollection.add("Banana");

    // 输出集合内容
    System.out.println("Checked Collection: " + checkedCollection);

    // 尝试添加不匹配的类型
    try {
        // 将抛出 ClassCastException
        checkedCollection.add((String) (Object) 123); // 强制转换以模拟错误
    } catch (ClassCastException e) {
        System.out.println("Caught ClassCastException: " + e.getMessage());
    }

    // 打印最终的集合内容
    System.out.println("Final Checked Collection: " + checkedCollection);
}

synchronizedCollection 方法

将指定集合包装为线程安全的对象。遍历的时候必须添加 synchronized 关键字。

public static void main(String[] args) {

    // 创建一个普通的 ArrayList
    Collection<String> list = new ArrayList<>();

    // 使用 Collections.synchronizedCollection 创建一个线程安全的集合
    Collection<String> synchronizedList = Collections.synchronizedCollection(list);


    // 添加元素到同步集合
    synchronizedList.add("Hello");
    synchronizedList.add("World");


    // 遍历集合时需要显式同步
    synchronized (synchronizedList) {
        for (String item : synchronizedList) {
            System.out.println(item);
        }
    }

}

replaceAll 方法

用于替换集合中所有出现的指定元素为新的指定元素， replaceAll 方法是直接在原集合上进行操作，因此它不会返回一个新的集合， 替换操作是基于 equals 方法进行的，因此要确保 oldVal 的类型与集合中的元素类型相同。

public static void main(String[] args) {
    // 创建一个包含多个元素的列表
    List<String> fruits = new ArrayList<>();
    fruits.add("Apple");
    fruits.add("Banana");
    fruits.add("Apple");
    fruits.add("Orange");


    // 输出原始列表
    System.out.println("Original List: " + fruits);


    // 替换所有 "Apple" 为 "Mango"
    Collections.replaceAll(fruits, "Apple", "Mango");


    // 输出替换后的列表
    System.out.println("Updated List: " + fruits);
}