• 一、什么是Stream
• 二、Stream的特点
  • • 串并行
    • 干扰数据源
    • 无状态
    • 排序
• 三、创建Stream
• 四、中间操作
  • • 1. distinct
    • 2. filter
    • 3. map
    • 4. mapToDouble
    • 4. flatmap
    • 5. limit
    • 6. skip
    • 7. peek
    • 8. sorted
• 五、终点操作
  • • 1. Match
    • 2. count
    • 3. collect
    • 4. find
    • 5. forEach
    • 6. max、min
    • 7. reduce
    • 8. toArray()
• 六、参考文档

一、什么是Stream

Stream是java8的新增特性，表示数据流。

二、Stream的特点

1. 不存储数据：流是基于数据源的对象，本身不存储数据。
2. 函数式编程：流的操作不会修改数据源。
3. 延迟操作：流的很多操作如filter、map是延迟执行的，只有到了终点操作才会将操作顺序执行。
4. 可以解绑：对于无线数量的流，有些操作（如limit(n)、findFirst()）可以实现“短路操作”，访问到有限的元素后就可以返回。
5. 纯消费：流只能被消费一次。如果使用完了一次流，仍然用这个流对象来操作时，会报异常。

串并行

所有的流操作都可以串行执行或者并行执行。除非显示的创建并行流，否则默认创建串行流。

串行：Collection.stream()、IntStream.range(int, int)

并行：Collection.parallelStream()、

通过parallel()方法可以将串行流转换为并行流，sequential()方法将流转换为串行流

干扰数据源

流可以从非线程安全的集合中创建。当流执行时，非并发的数据源不应该改变，否则会抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。

无状态

大部分流的操作的参数都是函数式接口，可以使用Lambda表达式实现。它们用来描述用户的行为，称之为行为参数(behavioral parameters)。

如果这些行为参数有状态，则流的操作的结果可能是不确定的，比如下面的代码:

下面代码在并行执行时，由于执行顺序的不确定性，state.s的改变时机可能不同，导致多次执行时的结果不同

List<String> l = new ArrayList(Arrays.asList("one", "two", ……));
class State {
    boolean s;
}
final State state = new State();
Stream<String> sl = l.stream().map(e -> {
    if (state.s)
        return "OK";
    else {
        state.s = true;
        return e;
    } 
});
sl.forEach(System.out::println);

排序

某些流的返回元素是有确定顺序的。这取决于它的数据源和中间操作。

比如List和Array创建的流是有序的，而HashSet创建的流是无序的。

sort()方法可以将流变得有序，而unordered()可以将流无序（不会打散元素）

当流有序时，如果用户并不关心顺序，可以使用unordered显示的去掉流的有序约束，可以改善某些情况下的并行性能

三、创建Stream

常见创建流的方法：

• 通过集合Collection的Stream()或parallelStream()：如list.parallelStream()、Arrays.asList(1,2,3).stream()。
• 通过数组Arrays.stream(Object[])方法：如Arrays.stream(new int[]{1,2,3})。
• 流的静态方法：如：Stream.of(Object[])、IntStream.range(int, int)、Stream.iterate(Object, UnaryOperator)。
• 随机数流Random.ints()。

四、中间操作

中间操作是延迟执行的，不会修改原始数据流，在终点操作开始时才会开始执行

1. distinct

根据流中元素的hashCode()和equals()方法去除重复元素

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 6);
list.stream().distinct().forEach(System.out::print); // 123456
System.out.println();
list.forEach(System.out::print); // 12344456

2. filter

接收predicate，过滤数据

// 筛选出偶数
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 6);
list.stream().filter(e -> e % 2 == 0).forEach(System.out::print); // 24446

3. map

接收一个Function实例，重新印射数据

// 加1
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 6);
list.stream().map(e -> e + 1).forEach(System.out::print); // 23455567

4. mapToDouble

类似map，不过结果一定要是Double类型。

类似的方法还有mapToInt(),mapToLong()

// 加1.1
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 6);
list.stream().mapToDouble(e -> e + 1.1).forEach(System.out::println);
/*
2.1
3.1
4.1
5.1
5.1
5.1
6.1
7.1
*/
// 加1
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 6);
list.stream().mapToDouble(e -> e + 1).forEach(System.out::println);
/*
2.0
3.0
4.0
5.0
5.0
5.0
6.0
7.0
*/

4. flatmap

<R> Stream<R> flatMap(Function<? super T, ? extends Stream<? extends R>> mapper);

将映射后的元素放在一个新的流中。

类似的方法还有flatMapToDouble、flatMapToInt、flatMapToLong

List<String> list = Arrays.asList("1233", "2444", "562","78");
list.stream()
    .flatMap(e -> Arrays.stream(e.split("2")))
    .forEach(System.out::println);
/*
1
33

444
56
78
*/

5. limit

限制流中元素的数量。对于有序并行流，性能消耗更高

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 6);
list.stream().limit(5).forEach(System.out::print); // 12344

6. skip

丢弃前n个元素，返回流。

System.out.println("-----------------------");
list.stream().skip(6).forEach(System.out::println);
System.out.println("-----------------------");
list.stream().skip(8).forEach(System.out::println);
/*
7
5
-----------------------
-----------------------
*/

7. peek

接收一个Consumer，对元素做某些操作，但是并不会修改数据（对象数据可能会被修改）。一般用于debug

List<Integer> list = Arrays.asList(8, 1, 0, 9, 7, 5);
list.stream().peek(System.out::print).count(); // 810975

8. sorted

将流中的元素按自然顺序排序。可以自定义比较器。

System.out.println("升序: ");
List<Integer> list = Arrays.asList(8, 1, 0, 9, 7, 5);
list.stream().sorted().forEach(System.out::print);
System.out.println();
System.out.println("降序: ");
list.stream().sorted((x, y) -> y - x).forEach(System.out::print);
/*
升序: 
015789
降序: 
987510
*/

五、终点操作

1. Match

有allMatch(Predicate p)、anyMatch(Predicate p)、noneMatch(Predicate p)三种方法。

返回boolean。

List<Integer> list = Arrays.asList(8, 1, 0, 9, 7, 5);
// allMatch 是否全部符合
System.out.println(list.stream().allMatch(x -> x > -1)); // true
System.out.println(list.stream().allMatch(x -> x > 1)); // false
// anyMatch 是否至少有一个符合
System.out.println(list.stream().anyMatch(x -> x == -1)); // false
System.out.println(list.stream().anyMatch(x -> x == 1)); // true
// noneMatch 是否全部不符合
System.out.println(list.stream().noneMatch(x -> x > 5)); // false
System.out.println(list.stream().noneMatch(x -> x > 9)); // true

2. count

返回流中元素的数量。返回long

List<Integer> list = Arrays.asList(8, 1, 0, 9, 7, 5);
System.out.println(list.stream().count()); // 6

3. collect

传入Collectors中的接口实现，将流转化为其他形式的数据。部分接口：

• toList、toSet 转化为list或set
• counting 计数
• reducing 化简
• maxBy、minBy 最大值最小值
• summingInt 求和
• joining 字符串连接

List<Integer> list = Arrays.asList(8, 1, 0, 9, 7, 5);

// 转化为list格式
List<Integer> res1 = list.stream().collect(Collectors.toList());

// 转化为set格式
Set<Integer> res2 = list.stream().collect(Collectors.toSet());

4. find

有findFirst()和findAny()两种。返回Optional对象

Optional<T> findFirst();

List<Integer> list = Arrays.asList(8, 1, 0, 9, 7, 5);
Optional<Integer> integer = list.stream().findFirst();
System.out.println(integer.get()); // 8

// findAny()对于串行流：一般返回第一个结果
integer = list.stream().findAny();
System.out.println(integer.get()); // 8

// findAny()对于并行流，多次执行会随机返回结果
integer = list.parallelStream().findAny();
System.out.println(integer.get()); // 随机打印

5. forEach

遍历流中元素，执行指定操作

List<Integer> list = Arrays.asList(8, 1, 0, 9, 7, 5);
List<Integer> res = new ArrayList<>();
list.stream().forEach(e -> res.add(e + 2));
System.out.println(list.toString());
// [10, 3, 2, 11, 9, 7]

6. max、min

最大值、最小值。返回Optional对象

将元素按比较器排序，然后min返回第一个数，max返回最后一个数

List<Integer> list = Arrays.asList(8, 1, 0, 9, 7, 5);

// 升序排序 015789
System.out.println(list.stream().min((x, y) -> x - y).get()); // 0
System.out.println(list.stream().max((x, y) -> x - y).get()); // 9

// 降序排序 987510
System.out.println(list.stream().min((x, y) -> y - x).get()); // 9
System.out.println(list.stream().max((x, y) -> y - x).get()); // 0

7. reduce

将元素数据结合后返回。

List<Integer> list = Arrays.asList(8, 1, 0, 9, 7, 5);

// 默认返回Optional类型数据
Optional<Integer> res1 = list.stream().reduce(Integer::sum);
System.out.println(res1.get());

// 指定返回数据类型为Integer
Integer res2 = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
System.out.println(res2);

8. toArray()

将流中的元素保存到数组中

<A> A[] toArray(IntFunction<A[]> generator);

List<Integer> list = Arrays.asList(8, 1, 0, 9, 7, 5);
Integer[] ints = list.stream().map(e -> e + 1).toArray(Integer[]::new);
for (Integer integer : ints) {
    System.out.println(integer);
}
/*
9
2
1
10
8
6
*/

六、参考文档

1. https://colobu.com/2016/03/02/Java-Stream/
2. https://juejin.cn/post/6844903646648336397#heading-9