作者 | Hollis
集合是Java開發日常開發中經常會使用到的。在之前的一些文章中，我們介紹過一些關于使用集合類應該注意的事項，如《為什麼阿裡巴巴禁止在 foreach 循環裡進行元素的 remove/add 操作》、《為什麼阿裡巴巴建議集合初始化時，指定集合容量大小》等。
關于集合類，《阿裡巴巴Java開發手冊》中其實還有另外一個規定：
本文就來分析一下為什麼會有如此建議？其背後的原理是什麼？
subList
subList是List接口中定義的一個方法，該方法主要用于傳回一個集合中的一段、可以了解為截取一個集合中的部分元素，他的傳回值也是一個List。
如以下代碼：
public static void main(String[] args) {
List<String> names = new ArrayList<String>() {{
add("Hollis");
add("hollischuang");
add("H");
}};
List subList = names.subList(0, 1);
System.out.println(subList);
} 以上代碼輸出結果為：
[Hollis] 如果我們改動下代碼，将subList的傳回值強轉成ArrayList試一下：
public static void main(String[] args) {
List<String> names = new ArrayList<String>() {{
add("Hollis");
add("hollischuang");
add("H");
}};
ArrayList subList = names.subList(0, 1);
System.out.println(subList);
} 以上代碼将抛出異常：
java.lang.ClassCastException: java.util.ArrayList$SubList cannot be cast to java.util.ArrayList 不隻是強轉成ArrayList會報錯，強轉成LinkedList、Vector等List的實作類同樣也都會報錯。
那麼，為什麼會發生這樣的報錯呢？我們接下來深入分析一下。
底層原理
首先，我們看下subList方法給我們傳回的List到底是個什麼東西，這一點在JDK源碼中注釋是這樣說的：
Returns a view of the portion of this list between the specifiedfromIndex, inclusive, and toIndex, exclusive.
也就是說subList 傳回是一個視圖，那麼什麼叫做視圖呢？
我們看下subList的源碼：
public List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
subListRangeCheck(fromIndex, toIndex, size);
return new SubList(this, 0, fromIndex, toIndex);
} 這個方法傳回了一個SubList，這個類是ArrayList中的一個内部類。
SubList這個類中單獨定義了set、get、size、add、remove等方法。
當我們調用subList方法的時候，會通過調用SubList的構造函數建立一個SubList，那麼看下這個構造函數做了哪些事情：
SubList(AbstractList<E> parent,
int offset, int fromIndex, int toIndex) {
this.parent = parent;
this.parentOffset = fromIndex;
this.offset = offset + fromIndex;
this.size = toIndex - fromIndex;
this.modCount = ArrayList.this.modCount;
} 可以看到，這個構造函數中把原來的List以及該List中的部分屬性直接指派給自己的一些屬性了。
也就是說，SubList并沒有重新建立一個List，而是直接引用了原有的List（傳回了父類的視圖），隻是指定了一下他要使用的元素的範圍而已（從fromIndex（包含），到toIndex（不包含））。
是以，為什麼不能講subList方法得到的集合直接轉換成ArrayList呢？因為SubList隻是ArrayList的内部類，他們之間并沒有內建關系，故無法直接進行強制類型轉換。
視圖有什麼問題
前面通過檢視源碼，我們知道，subList()方法并沒有重新建立一個ArrayList，而是傳回了一個ArrayList的内部類——SubList。
這個SubList是ArrayList的一個視圖。
那麼，這個視圖又會帶來什麼問題呢？我們需要簡單寫幾段代碼看一下。
1、非結構性改變SubList
public static void main(String[] args) {
List<String> sourceList = new ArrayList<String>() {{
add("H");
add("O");
add("L");
add("L");
add("I");
add("S");
}};
List subList = sourceList.subList(2, 5);
System.out.println("sourceList ： " + sourceList);
System.out.println("sourceList.subList(2, 5) 得到List ：");
System.out.println("subList ： " + subList);
subList.set(1, "666");
System.out.println("subList.set(3,666) 得到List ：");
System.out.println("subList ： " + subList);
System.out.println("sourceList ： " + sourceList);
} 得到結果：
sourceList ： [H, O, L, L, I, S]
sourceList.subList(2, 5) 得到List ：
subList ： [L, L, I]
subList.set(3,666) 得到List ：
subList ： [L, 666, I]
sourceList ： [H, O, L, 666, I, S] 當我們嘗試通過set方法，改變subList中某個元素的值得時候，我們發現，原來的那個List中對應元素的值也發生了改變。
同理，如果我們使用同樣的方法，對sourceList中的某個元素進行修改，那麼subList中對應的值也會發生改變。讀者可以自行嘗試一下。
1、結構性改變SubList
public static void main(String[] args) {
List<String> sourceList = new ArrayList<String>() {{
add("H");
add("O");
add("L");
add("L");
add("I");
add("S");
}};
List subList = sourceList.subList(2, 5);
System.out.println("sourceList ： " + sourceList);
System.out.println("sourceList.subList(2, 5) 得到List ：");
System.out.println("subList ： " + subList);
subList.add("666");
System.out.println("subList.add(666) 得到List ：");
System.out.println("subList ： " + subList);
System.out.println("sourceList ： " + sourceList);
} sourceList ： [H, O, L, L, I, S]
sourceList.subList(2, 5) 得到List ：
subList ： [L, L, I]
subList.add(666) 得到List ：
subList ： [L, L, I, 666]
sourceList ： [H, O, L, L, I, 666, S] 我們嘗試對subList的結構進行改變，即向其追加元素，那麼得到的結果是sourceList的結構也同樣發生了改變。
1、結構性改變原List
public static void main(String[] args) {
List<String> sourceList = new ArrayList<String>() {{
add("H");
add("O");
add("L");
add("L");
add("I");
add("S");
}};
List subList = sourceList.subList(2, 5);
System.out.println("sourceList ： " + sourceList);
System.out.println("sourceList.subList(2, 5) 得到List ：");
System.out.println("subList ： " + subList);
sourceList.add("666");
System.out.println("sourceList.add(666) 得到List ：");
System.out.println("sourceList ： " + sourceList);
System.out.println("subList ： " + subList);
} Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.ArrayList$SubList.checkForComodification(ArrayList.java:1239)
at java.util.ArrayList$SubList.listIterator(ArrayList.java:1099)
at java.util.AbstractList.listIterator(AbstractList.java:299)
at java.util.ArrayList$SubList.iterator(ArrayList.java:1095)
at java.util.AbstractCollection.toString(AbstractCollection.java:454)
at java.lang.String.valueOf(String.java:2994)
at java.lang.StringBuilder.append(StringBuilder.java:131)
at com.hollis.SubListTest.main(SubListTest.java:28) 我們嘗試對sourceList的結構進行改變，即向其追加元素，結果發現抛出了ConcurrentModificationException。關于這個異常，我們在
《一不小心就踩坑的fail-fast是個什麼鬼？》中分析過，這裡原理相同，就不再贅述了。
小結
我們簡單總結一下，List的subList方法并沒有建立一個新的List，而是使用了原List的視圖，這個視圖使用内部類SubList表示。
是以，我們不能把subList方法傳回的List強制轉換成ArrayList等類，因為他們之間沒有繼承關系。
另外，視圖和原List的修改還需要注意幾點，尤其是他們之間的互相影響：
1、對父(sourceList)子(subList)List做的非結構性修改（non-structural changes），都會影響到彼此。
2、對子List做結構性修改，操作同樣會反映到父List上。
3、對父List做結構性修改，會抛出異常ConcurrentModificationException。
是以，阿裡巴巴Java開發手冊中有另外一條規定：
如何建立新的List
如果需要對subList作出修改，又不想動原list。那麼可以建立subList的一個拷貝：
subList = Lists.newArrayList(subList);
list.stream().skip(strart).limit(end).collect(Collectors.toList()); 參考資料：
https://www.jianshu.com/p/5854851240df https://www.cnblogs.com/ljdblog/p/6251387.html來源 | HollisChuang's Blog