Java 8 Stream

關于StreamAPI其實你也不必知道這么多,明白這五個問題就可以了:
什么是Stream?
如何轉化為Stream?
什么是中間操作(intermediate operation)?
什么是最終操作(terminal operation)?
IDEA集成開發(fā)環(huán)境如何DEBUG?
在Java 8中,Stream是一種用于操作集合和數組的數據處理工具,它提供了一種簡潔、強大且易于理解的方式來處理數據流。
Stream可以被認為是一組數據元素的序列,可以支持多種操作來對其進行轉換、篩選、聚合或組合等處理。Stream API引入了函數式編程的概念,它允許開發(fā)者以聲明式的方式描述對數據流的操作。
以下是對Stream的理解和特點:
數據處理:Stream不存儲數據,而是對數據進行處理。它可以從集合或數組集合或數組集合或數組(說三遍)中獲取數據,并進行一系列的操作,最后生成新的流或最終結果。
鏈式調用:Stream操作可以通過鏈式調用的方式連接在一起,形成一個流水線,每個操作都返回新的流,使得代碼更加簡潔和可讀。
懶執(zhí)行:Stream操作通常是延遲執(zhí)行的,即在終止操作被調用之前,中間操作不會立即執(zhí)行。這樣可以避免對整個數據集進行操作,提高效率。
函數組合:Stream操作是函數式的,可以通過組合多個操作形成復雜的數據處理邏輯。這種組合可以使代碼更加模塊化、可重用、易于測試和維護。
并行處理:Stream API提供了并行處理流的能力,使得數據處理可以在多個線程上并行執(zhí)行,充分利用多核處理器的優(yōu)勢提高處理速度。
可消費性:Stream API可將數據流轉換為最終的結果(例如List、Set、Map等),或者通過遍歷操作消費數據元素。
Stream API為開發(fā)者提供了一種更高級、更簡潔的數據處理方式,通過使用Stream,開發(fā)者可以更加專注于數據處理的邏輯,而無需關心底層的循環(huán)和臨時變量等繁瑣細節(jié)。
二如何轉化為Stream?
在Java 8中,stream()
和parallelStream()
是java.util.stream.Stream
接口提供的兩種不同的方法,用于處理集合或數組中的元素。
stream()
: 這是Stream
接口中的順序流方法,它以順序模式處理集合或數組中的元素。當調用stream()
方法時,處理流的操作將按照定義的順序逐個應用到每個元素上。parallelStream()
: 這是Stream
接口中的并行流方法,它以并行模式處理集合或數組中的元素。當調用parallelStream()
方法時,流的操作將被分割成多個子任務,并行執(zhí)行。每個子任務將在獨立的線程上執(zhí)行,利用多核處理器的優(yōu)勢來加速處理。
區(qū)別與原理如下:
順序流 (
stream()
) 是單線程模式下的流操作。它在一個線程上按照定義的順序逐個執(zhí)行操作,一次處理一個元素。順序流適用于一些需要保持順序和一致性的操作,且不需要并行處理的場景。并行流 (
parallelStream()
) 通過將流的操作劃分為多個子任務,利用多線程并行執(zhí)行操作。它適用于那些可以使用并行處理加速操作的場景,例如在大量數據上進行映射、過濾、排序等操作。并行流的執(zhí)行順序是不確定的,它根據任務劃分和線程調度的策略決定。并行流通過將數據拆分成多個子任務,并使用多線程并行執(zhí)行這些子任務,以提高處理速度。它利用了多核處理器和并發(fā)執(zhí)行的優(yōu)勢。然而,因為涉及到并發(fā)處理,所以在使用并行流時需要注意線程安全的問題,避免共享可變狀態(tài)或臨界資源的競態(tài)條件。
總結來說,stream()
和parallelStream()
提供了不同的處理方式:順序流逐個處理元素,在一個線程上按順序執(zhí)行操作;而并行流則將操作劃分為多個子任務,并行執(zhí)行以加速處理。選擇使用哪種模式取決于具體的需求和場景,需要權衡處理速度、線程安全性以及對順序的要求。
三什么是中間操作(intermediate operation)?
中間操作(Intermediate Operations)通常會返回一個新的流,并且可以有多個中間操作連接在一起,形成一個流水線。以下是一些常見的中間操作:
filter(Predicate<T> predicate)
: 根據給定的條件過濾流中的元素。map(Function<T, R> mapper)
: 將流中的每個元素按照給定的映射函數進行轉換。flatMap(Function<T, Stream<R>> mapper)
: 用于將流中的元素通過映射函數轉換成一個新的流,并將所有新生成的流合并成一個流。distinct()
: 去除流中重復的元素。sorted()
: 對流中的元素進行排序。limit(long maxSize)
: 限制從流中獲得指定數量的元素。skip(long n)
: 跳過前n個元素返回新的流。
四什么是最終操作(terminal operation)?
最終操作(Terminal Operations)是流的最后一步操作,執(zhí)行后會產生一個最終結果或副作用。以下是一些常見的最終操作:
forEach(Consumer<T> action)
: 對流中的每個元素執(zhí)行給定的操作。collect(Collector<T, A, R> collector)
: 根據給定的收集器將流中的元素收集到一個結果容器中。count()
: 返回流中的元素數量。anyMatch(Predicate<T> predicate)
: 檢查流中是否存在滿足給定條件的元素。allMatch(Predicate<T> predicate)
: 檢查流中的所有元素是否都滿足給定條件。noneMatch(Predicate<T> predicate)
: 檢查流中是否沒有元素滿足給定條件。findFirst()
: 返回流中的第一個元素。findAny()
: 返回流中的任意一個元素。
五IDEA集成開發(fā)環(huán)境如何DEBUG?
調試狀態(tài)下,打上斷點,點擊“Trace Current Stream Chain”按鈕就可以看到流操作數據了。
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