Collectors.toMap的暗坑与避免方式

使用Java的stream中的Collectors可以很方便地做容器间的转换，可以少写很多代码。但是其中有暗含的坑需要注意和避免，本文探讨Collectors.toMap（JDK8版本）。

Collectors.toMap可以将一个流转化成Map，常见于需要将List转换成Map以便于进一步操作的场景，比如在通过RPC接口获取一个返回结果、从DB中查询到匹配的多条数据后，对其按某个字段（经常是主键id）做分组。这里先定义一个简单的类：

public class User {
    private Long id;

    private String name;
}

后续所有代码的目的均为将这个User类组成的List转换为id作为key、name作为value的Map。

1. 不使用stream

不使用stream时，需要先new一个map，然后手动把list的每一项放入map

    public void test0() {
        User user1 = new User();
        user1.setId(1L);
        user1.setName("1");

        User user2 = new User();
        user2.setId(2L);
        user2.setName("2");

        List<User> list = Lists.newArrayList();
        list.add(user1);
        list.add(user2);
        Map<Long, String> map = new HashMap<>();
        for(User user : list) {
            map.put(user.getId(), user.getName());
        }
    }

2. 使用stream的Collectors.toMap

构造list的代码不变，转化map的代码可以简化为

Map<Long, String> map = list.stream().collect(Collectors.toMap(User::getId, User::getName));

相较第一种，简洁多了。
但是，如果User1和User2的id是一样的，会发生什么情况？将代码中user2.setId(2L)修改为user2.setId(1L)，再次执行，发现抛异常java.lang.IllegalStateException: Duplicate key 1，说明在merge时报错了：key不允许重复。

但是有些情况下key确实是可以重复的，比如我调用上游的数据，上游没做校验和控制；再或者这个字段本身不是惟一的，多个数据可能重复。那么如何改进呢？

3. Collectors.toMap指定merge函数

可以自定义一个merge函数来确定key重复时，如何取value。比如下面这种写法，是保留第一个value。你也可以保留第二个，或者是做一些更复杂的处理。

Map<Long, String> map = list.stream().collect(Collectors.toMap(User::getId, User::getName, (x1,x2)->x1));

4. value为null的场景

传入merge方法以后，看似万事大吉了，没想到还有坑。将user2.setName(null)，会发现抛了NullPointerException异常，异常栈信息为：

可以看到对应的源码里，value是不允许为null的。

虽然说Map的value是支持null值的，但是map自己的merge方法天生不支持，此时仅靠自定义merge方法也已经无能为力了。如果仍然想使用Collectors.toMap，需要手动处理null的值，比如：

Map<Long, String> map = list.stream().collect(Collectors.toMap(User::getId, value -> Optional.ofNullable(value.getName()).orElse("")));

当然，这样处理后的map的value并不是实际的值，并不适用于所有场景。
这样看来，Collectors.toMap的局限性无法避免了，使用的时候要确认不会发生预期的问题。

当然你也可以做一些预处理，比如使用filter过滤掉value=null的数据，来规避这个问题。

5. key=null时会怎么样？

不会怎么样，一切正常。

public void test5() {
    User user1 = new User();
    user1.setId(null);
    user1.setName("1");

    User user2 = new User();
    user2.setId(2L);
    user2.setName("2");

    List<User> list = Lists.newArrayList();
    list.add(user1);
    list.add(user2);
    Map<Long, String> map = list.stream().collect(Collectors.toMap(User::getId, User::getName));
    System.out.print(map);
}

6. 还有什么要注意的？

上述的例子，均是建立在list不为空的前提下进行的。如果list本身为null，在调用stream()时自然也会抛NullPointerException；如果list是空的（内容为空但是容器本身初始化过，如list = new ArrayList<>()），则不会报错。

小结

• 调用stream()前先确定容器本身是否为null
• 如果不确定要通过Collectors.toMap转换为map的源容器的数据
  • 对应key是否会重复，可以在toMap()传入merge方法
  • 对应value是否为null，可以做过滤或指定默认值
• 如果不想思考和求证，还是继续用for循环吧