如何基于谓词创建Java实时子集合？

我有一个接口：

public interface ThingRegistry {

    public Set<Thing> getAllThings();
    public Set<Thing> getAllThingsWithProperty(String property);
}

以及对应的实现类：

public class MemoryThingRegistry implements ThingRegistry {
    private final Set<Thing> things = new HashSet<>();

    public Set<Thing> getAllThings() {
        return Collections.unmodifiableSet(this.things);
    }

    public Set<Thing> getAllThingsWithProperty(final String property) {
        return this.things.stream().filter((thing) -> thing.hasProperty(property)).collect(Collectors.toUnmodifiableSet());
    }
}

• getAllThings()返回的Set会同步注册表内的变更
• 但getAllThingsWithProperty()返回的Set无法同步这些变更

能否使用Java标准库或常用第三方库，让getAllThingsWithProperty()返回一个“实时”子Set？即它基于原Set，每次访问时重新应用Predicate过滤？最好能适用于任意Collection（我另有一个用List的Registry接口）。我知道可以自定义Set实现，但希望避免这么做。

1. 使用Guava库（推荐） #

Guava提供的Sets.filter()（List场景对应Lists.filter()）可以生成实时过滤的集合视图，该视图会在每次访问时自动对原集合应用过滤条件，原集合的增删改操作会实时反映到视图中。

修改后的实现代码：

import com.google.common.collect.Sets;
import java.util.Collections;
import java.util.function.Predicate;

public class MemoryThingRegistry implements ThingRegistry {
    private final Set<Thing> things = new HashSet<>();

    @Override
    public Set<Thing> getAllThings() {
        return Collections.unmodifiableSet(things);
    }

    @Override
    public Set<Thing> getAllThingsWithProperty(final String property) {
        Predicate<Thing> propertyPredicate = thing -> thing.hasProperty(property);
        // 生成实时过滤视图后，包装为不可变集合防止外部修改
        return Collections.unmodifiableSet(Sets.filter(things, propertyPredicate));
    }
}

对于List类型的Registry，只需将Sets.filter()替换为Lists.filter()即可，逻辑完全一致。

2. 使用Apache Commons Collections #

Apache Commons Collections的FilteredSet（List场景对应FilteredList）也支持创建实时过滤的集合视图，用法如下：

import org.apache.commons.collections4.set.FilteredSet;
import java.util.Collections;
import java.util.function.Predicate;

public class MemoryThingRegistry implements ThingRegistry {
    private final Set<Thing> things = new HashSet<>();

    @Override
    public Set<Thing> getAllThings() {
        return Collections.unmodifiableSet(things);
    }

    @Override
    public Set<Thing> getAllThingsWithProperty(final String property) {
        Predicate<Thing> propertyPredicate = thing -> thing.hasProperty(property);
        // 创建实时过滤的Set视图，再包装为不可变
        return Collections.unmodifiableSet(FilteredSet.filteredSet(things, propertyPredicate::test));
    }
}

3. Java标准库的折中方案 #

Java标准库本身没有提供直接的实时过滤集合视图，如果不想引入第三方库，只能采用两种折中方式：

• 保持原实现，每次调用getAllThingsWithProperty()时重新过滤生成新集合，但无法实现“实时同步”
• 提供返回Stream<Thing>的方法，让调用方自行处理过滤逻辑，但不符合返回Set的需求

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Scroobius