聊一聊Java中的Stream流 | 京东团队

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2023-10-13 21:13 9阅读 0赞

## 1 引言 ##

![在这里插入图片描述][e9c1bb872e37427eb1a5a8d6e97213c6.png]  
在我们的日常编程任务中，对于集合的制造和处理是必不可少的。当我们需要对于集合进行分组或查找的操作时，需要用迭代器对于集合进行操作，而当我们需要处理的数据量很大的时候，为了提高性能，就需要使用到并行处理，这样的处理方式是很复杂的。流可以帮助开发者节约宝贵的时间，让以上的事情变得轻松。  
![在这里插入图片描述][75872f6410504ccbbe16dac283c66301.png]

## 2 流简介 ##

![在这里插入图片描述][a8a6e404789942fa9449e14f40dcfa6f.png]

流到底是什么呢？简要的定义为“从支持数据处理操作的源生成的元素序列”，接下来对于这个定义进行简要分析。

### 2.1 支持数据处理操作 ###

流的数据处理操作和数据库 可以声明式的指定分组或查找等功能支持类似，和函数式编程的思想一致，如filter、map、reduce、find、match、sort等操作，这些流操作可以串行执行，也可以并行执行。

### 2.2 源 ###

流会使用一个提供数据的源，可以通过三种方式来创建对象流，一种是由集合对象创建流：

List<Integer> list = Arrays.asList(111,222,333);
    Stream<Integer> stream = list.stream();

一种是由数组创建流：

IntStream stream = Arrays.stream(new int(){
        111,222,333});

一种是由静态方法Stream.of()创建流，底层还是Arrays.stream()：

`Stream<Integer> stream = Stream.of(111, 222, 333);`

Stream stream = Stream.of(111, 222, 333);

从有序集合生成流时会保留原有的顺序。由列表生成的流，其元素顺序与列表一致。  
还有两种特殊的流：

*  空流：Stream.empty()
 *  无限流：Stream.genarate()

### 2.3 元素序列 ###

流也可以和集合一样访问包含特定的元素类型的一组有序值，但是它们的主要目的不一样，集合的主要目的是在于存储和访问元素，流的主要目的在于表达计算。

## 3 流的思想 ##

流式思想和生产中的流水线具有异曲同工之妙，很多流模型都会返回一个流，这些模型都只负责它所需要做的事情，并不需要格外的内存空间来存储处理的结果。这些流模型可以被链接起来形成一个大的流水线，我们在这个过程中不关注中间步骤的数据被如何处理，只需要使用整个流水线处理后的结果。接下来的代码可以体现这种思想，代码中以商品为例，我们要筛选出商品中体积大于200的前两个商品的名字。  
首先是商品类的定义：

public class Goods {
        
        private final String Name;
        private final Integer Volume;
    
        public Goods(String name, Integer volume) {
        
            Name = name;
            Volume = volume;
        }
        public String getName() {
        
            return Name;
        }
        public Integer getVolume() {
        
            return Volume;
        }
    }

接下来是商品集合的定义：

List<Goods> goods = Arrays.asList(new Goods("土豆",10),
    new Goods("冰箱",900),new Goods("办公椅",300));

接下来获取我们想要的结果：

List<String> twofoods = goods.stream()//获取流
        .filter(goods1 -> goods1.getVolume()>200)//筛选商品体积大于200的
        .map(Goods::getName)//获取商品名称
        .limit(2)//筛选头两个商品
        .collect(Collectors.toList());//将结果保存在list中

这样看来，通过流来处理我们的特定需求，是不是比使用集合的迭代要方便很多呢？

## 4 流处理的特性 ##

*  不存储数据
 *  不会改变数据源
 *  只可被使用一次

这里我们使用一个测试类StreamCharacteristic来验证流处理的以上特性：

import org.springframework.util.Assert;
    import java.util.Arrays;
    import java.util.List;
    import java.util.stream.Collectors;
    import java.util.stream.Stream;
    public class StreamCharacteristic {
        
        public void test1(){
        
            List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,2,5,6,9);
            list.stream().distinct();
            System.out.println(list.size());
        }
        public void test2(){
        
            List<String> list = Arrays.asList("wms", "KA", "5.0");
            Stream<String> stream = list.stream();
            stream.forEach(System.out::println);
            stream.forEach(System.out::println);
        }
    }

test1()中的结果为6，尽管我们对于list对象所生成的Stream流做了去重操作distinct()，但是不影响数据源list。

test2()中调用了两次 stream.forEach方法来打印每一个单词，第二次调用时，抛出了一个“java.lang.IllegalStateException”异常：“stream has already been operated upon or closed”。这说明流不存储数据，遍历完后这个流已经被消费掉了，而且流不可以重复使用。

## 5 流操作与流的使用 ##

将所有的流操作连接起来可以组合成一个管道，管道有两类操作：中间操作和终端操作。

StreamAPI常用的中间操作有：filter,map,limit,sorted,distinct。  
StreamAPI常用的终端操作有：forEach,count,collect。

在使用流的时候，主要需要三个要素：一个用来执行查询的数据源，用来形成一条流的流水线的中间操作链，一个能够执行流水线并能生成结果的终端操作。

下图展示了流的整个操作流程：  
![在这里插入图片描述][9484659b62064312813d294d32ebe244.png]

6 总结  
![在这里插入图片描述][a8a6e404789942fa9449e14f40dcfa6f.png]

*  流是从支持数据处理操作的源生成的元素序列
 *  流的思想类似于生产中的流水线
 *  流不存储数据，不改变数据源，只能被改变一次
 *  流的操作主要分为中间操作和终端操作两大类

[e9c1bb872e37427eb1a5a8d6e97213c6.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e9c1bb872e37427eb1a5a8d6e97213c6.png
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