谈谈集合.Stream Api（谈谈集合框架）

### 1. 什么是stream API Java8提供的stream API可以让程序员像操作数据库一样操作集合。Stream API可以极大提高Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。同时它提供串行和并行两种模式进行汇聚操作，并发模式能够充分利用多核处理器的优势，使用 fork/join 并行方式来拆分任务和加速处理过程。**通常编写并行代码很难而且容易出错, 但使用 Stream API 无需编写一行多线程的代码，就可以很方便地写出高性能的并发程序。**常用的stream API有如下; ``` +--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+ | stream of elements +-----> |filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect| +--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+ ``` **简而言之，Stream API是一个非常高效的数据处理框架。** ### 2. stream的几个特点 - 元素是特定类型的对象，形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素，而是按需计算。 - 数据源的来源。 可以是集合，数组，I/O channel， 产生器generator 和IntStream等 - 聚合操作 类似SQL语句一样的操作， 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。 ### 3. Stream API使用列子 #### 3.1 Stream分类 可以从不同的数据源创建stream。java collection包中的Collections，Lists，Sets这些类中新增stream()和parallelStream()方法，通过这些方法可以创建一个顺序stream（sequential streams）或者一个并发的stream(Parallel streams)。并发stream(Parallel streams)更适合在多线程中使用，本文先介绍顺序流（sequential streams）在结尾会描述并发stream(Parallel streams)， ``` Arrays.asList("a1", "a2", "a3") .stream() .findFirst() .ifPresent(System.out::println); // a1 1234 ``` List对象上调用stream()方法可以返回一个常规的对象流。在下面的例子中我们不需要创建一个collection对象也可以使用stream： ``` Stream.of("a1", "a2", "a3") .findFirst() .ifPresent(System.out::println); // a1 123 ``` 直接使用Stream.of()方法就能从一组对象创建一个stream对象， 除了常规的对象流，JAVA 8中的IntStream,LongStream,DoubleStream这些流能够处理基本数据类型如：int,long,double。比如：IntStream可以使用range()方法能够替换掉传统的for循环 ``` IntStream.range(1, 4) .forEach(System.out::println); 12 ``` 基本类型流（primitive streams）使用方式与常规对象流类型（regular object streams）大部分相同，但是基本类型流（primitive streams）能使用一些特殊的lambda表达式，比如：用IntFunction代替Function，用IntPredicate代替Predicate，同时`基本类型流（primitive streams）中可以支持一些聚合方法`，如：sum()，average()等。 ``` Arrays.stream(new int[] {1, 2, 3}) .map(n -> 2 * n + 1) .average() .ifPresent(System.out::println); // 5.0 1234 ``` 可以通过常规对象流（regular object stream）的mapToInt(), mapToLong()，mapToDouble()，基本类型对象流（primitive streams）中的mapToObj()等方法完成常规对象流和基本类型流之间的`相互转换` ``` IntStream.range(1, 4) .mapToObj(i -> "a" + i) .forEach(System.out::println); 123 ``` 下面这个例子中doubles stream先被映射成int stream，然后又被映射成String类型的对象流： ``` Stream.of(1.0, 2.0, 3.0) .mapToInt(Double::intValue) .mapToObj(i -> "a" + i) .forEach(System.out::println); // a1 // a2 // a ``` #### 3.2 Stream API的处理顺序 我们用下面的一个列子来引入Stream的处理顺序： ``` Stream.of("d2", "a2", "b1", "b3", "c") .filter(s -> { System.out.println("filter: " + s); return true; }); ``` 想象中，上面的列子会输出下面的内容: ``` filter: d2 filter: a2 filter: b1 filter: b3 filter: c ``` 但是当我们执行这段代码的时候，控制台没有输出任何内容。下面会来讲下出现这个现象的原因。在讲这个原因之前我们先来引入两个Stream相关的概念，能帮助我们更好的理解Stream API： **中间操作和最终操作** > stream包含`中间（intermediate operations）`和`最终（terminal operation）`两种形式的操作。`中间操作（intermediate operations）的返回值还是一个stream`，因此可以通过链式调用将中间操作（intermediate operations）串联起来。`最终操作（terminal operation）只能返回void或者一个非stream的结果。`在上述例子中：filter, map ，sorted是中间操作，而forEach是一个最终操作。更多关于stream的中可用的操作可以查看java doc。上面例子中的链式调用也被称为操作管道流。 > > 大多stream操作接受某种形式的lambda表达式作为参数，通过方法接口的形式指定操作的具体行为，这些方法接口的行为基本上都是无干扰(non-interfering)和无状态(stateless)。无干扰(non-interfering)的方法的定义是：该方法不修改stream的底层数据源,比如上述例子中：没有lambda表达式添加或者删除myList中的元素。无状态(stateless)方法的定义：操作的执行是独立的，比如上述例子中，没有lambda表达式在执行中依赖可能发生变化的外部变量或状态。 **简单粗浅的总结下上面那段话：返回值是还是Stream类型的操作是中间操作，返回值是void或者是非Stream类型的操作的最终操作。Stream的API不会改变原始数据。** 下面是Stream的接口，我们通过返回值就可以清楚的判断哪些是中间操作哪些是最终操作。像我们平时常用的操作filter、map、distinct、sort和limit等都是中间操作。 ``` public interface Stream

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