圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：http://www.reibang.com/p/e3ba9a0b7d72

Stream作為Java8的新特性之一，他與Java IO包中的InputStream和OutputStream完全不是一個(gè)概念涌矢。Java8中的Stream是對(duì)集合功能的一種增強(qiáng)摆出，主要用于對(duì)集合對(duì)象進(jìn)行各種非常便利高效的聚合和大批量數(shù)據(jù)的操作朗徊。結(jié)合Lambda表達(dá)式可以極大的提高開發(fā)效率和代碼可讀性。

假設(shè)我們需要把一個(gè)集合中的所有形狀設(shè)置成紅色偎漫，那么我們可以這樣寫

for (Shape shape : shapes){
    shape.setColor(RED)
}

如果使用Java8擴(kuò)展后的集合框架則可以這樣寫：

shapes.foreach(s -> s.setColor(RED));

第一種寫法我們叫外部迭代爷恳，for-each調(diào)用shapes的iterator()依次遍歷集合中的元素。這種外部迭代有一些問題：

• for循環(huán)是串行的象踊，而且必須按照集合中元素的順序依次進(jìn)行温亲；
• 集合框架無(wú)法對(duì)控制流進(jìn)行優(yōu)化，例如通過排序通危、并行铸豁、短路求值以及惰性求值改善性能。

上面這兩個(gè)問題我們會(huì)在后面的文章中逐步解答菊碟。

第二種寫法我們叫內(nèi)部迭代节芥，兩段代碼雖然看起來(lái)只是語(yǔ)法上的區(qū)別，但實(shí)際上他們內(nèi)部的區(qū)別其實(shí)非常大。用戶把對(duì)操作的控制權(quán)交還給類庫(kù)头镊，從而允許類庫(kù)進(jìn)行各種各樣的優(yōu)化（例如亂序執(zhí)行蚣驼、惰性求值和并行等等）∠嗤В總的來(lái)說(shuō)颖杏，內(nèi)部迭代使得外部迭代中不可能實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化成為可能。

外部迭代同時(shí)承擔(dān)了做什么（把形狀設(shè)為紅色）和怎么做（得到Iterator實(shí)例然后依次遍歷）坛芽，而內(nèi)部迭代只負(fù)責(zé)做什么留储，而把怎么做留給類庫(kù)。這樣代碼會(huì)變得更加清晰咙轩，而集合類庫(kù)則可以在內(nèi)部進(jìn)行各種優(yōu)化获讳。

1.什么是Stream

Stream不是集合元素，它也不是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)活喊、不能保存數(shù)據(jù)丐膝，它更像一個(gè)更高級(jí)的Interator。Stream提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集合操作功能钾菊，并被深入整合到現(xiàn)有的集合類和其它的JDK類型中帅矗。流的操作可以被組合成流水線（Pipeline）。拿前面的例子來(lái)說(shuō)煞烫，如果我只想把藍(lán)色改成紅色：

shapes.stream()
      .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
      .forEach(s -> s.setColor(RED));

在Collection上調(diào)用stream()會(huì)生成該集合元素的流浑此，接下來(lái)filter()操作會(huì)產(chǎn)生只包含藍(lán)色形狀的流，最后红竭，這些藍(lán)色形狀會(huì)被forEach操作設(shè)為紅色尤勋。

如果我們想把藍(lán)色的形狀提取到新的List里喘落，則可以：

List<Shape> blue = shapes.stream()
                          .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
                          .collect(Collectors.toList());

collect()操作會(huì)把其接收的元素聚集到一起（這里是List）茵宪，collect()方法的參數(shù)則被用來(lái)指定如何進(jìn)行聚集操作。在這里我們使用toList()以把元素輸出到List中瘦棋。

如果每個(gè)形狀都被保存在Box里稀火，然后我們想知道哪個(gè)盒子至少包含一個(gè)藍(lán)色形狀，我們可以這么寫：

Set<Box> hasBlueShape = shapes.stream()
                               .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
                              .map(s -> s.getContainingBox())
                              .collect(Collectors.toSet());

map()操作通過映射函數(shù)（這里的映射函數(shù)接收一個(gè)形狀赌朋，然后返回包含它的盒子）對(duì)輸入流里面的元素進(jìn)行依次轉(zhuǎn)換凰狞，然后產(chǎn)生新流。

如果我們需要得到藍(lán)色物體的總重量沛慢，我們可以這樣表達(dá)：

int sum = shapes.stream()
                .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
                .mapToInt(s -> s.getWeight())
                .sum();

2.Stream vs Collection

流（Stream）和集合（Collection）的區(qū)別：

• Collection主要用來(lái)對(duì)元素進(jìn)行管理和訪問赡若；
• Stream并不支持對(duì)其元素進(jìn)行直接操作和直接訪問，而只支持通過聲明式操作在其之上進(jìn)行運(yùn)算后得到結(jié)果团甲；
• Stream不存儲(chǔ)值
• 對(duì)Stream的操作會(huì)產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果逾冬，但是Stream并不會(huì)改變數(shù)據(jù)源；
• 大多數(shù)Stream的操作(filter,map,sort等)都是以惰性的方式實(shí)現(xiàn)的。這使得我們可以使用一次遍歷完成整個(gè)流水線操作,并可以用短路操作提供更高效的實(shí)現(xiàn)身腻。

3.惰性求值 vs 急性求值

filter()和map()這樣的操作既可以被急性求值（以filter()為例产还，急性求值需要在方法返回前完成對(duì)所有元素的過濾），也可以被惰性求值（用Stream代表過濾結(jié)果嘀趟，當(dāng)且僅當(dāng)需要時(shí)才進(jìn)行過濾操作）在實(shí)際中進(jìn)行惰性運(yùn)算可以帶來(lái)很多好處脐区。比如說(shuō)，如果我們進(jìn)行惰性過濾她按，我們就可以把過濾和流水線里的其它操作混合在一起牛隅，從而不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多遍遍歷。相類似的酌泰，如果我們?cè)谝粋€(gè)大型集合里搜索第一個(gè)滿足某個(gè)條件的元素倔叼，我們可以在找到后直接停止，而不是繼續(xù)處理整個(gè)集合宫莱。（這一點(diǎn)對(duì)無(wú)限數(shù)據(jù)源是很重要丈攒，惰性求值對(duì)于有限數(shù)據(jù)源起到的是優(yōu)化作用，但對(duì)無(wú)限數(shù)據(jù)源起到的是決定作用授霸，沒有惰性求值巡验，對(duì)無(wú)限數(shù)據(jù)源的操作將無(wú)法終止）

對(duì)于filter()和map()這樣的操作，我們很自然的會(huì)把它當(dāng)成是惰性求值操作碘耳，不過它們是否真的是惰性取決于它們的具體實(shí)現(xiàn)显设。另外，像sum()這樣生成值的操作和forEach()這樣產(chǎn)生副作用的操作都是天然急性求值辛辨，因?yàn)樗鼈儽仨氁a(chǎn)生具體的結(jié)果捕捂。

我們拿下面這段代碼舉例：

int sum = shapes.stream()
                .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
                .mapToInt(s -> s.getWeight())
                .sum();

這里的filter()和map()都是惰性的，這就意味著在調(diào)用sum()之前不會(huì)從數(shù)據(jù)源中提取任何元素斗搞。在sum()操作之后才會(huì)把filter()指攒、map()和sum()放在對(duì)數(shù)據(jù)源一次遍歷中。這樣可以大大減少維持中間結(jié)果所帶來(lái)的開銷僻焚。

4.舉個(gè)栗子??

前面長(zhǎng)篇大論的介紹概念實(shí)在太枯燥允悦，為了方便大家理解我們用Streams API來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

假設(shè)我們有一個(gè)房源庫(kù)項(xiàng)目虑啤，這個(gè)房源庫(kù)中有一系列的小區(qū)隙弛，每個(gè)小區(qū)都有小區(qū)名和房源列表，每套房子又有價(jià)格狞山、面積等屬性∪疲現(xiàn)在我們需要篩選出含有100平米以上房源的小區(qū)，并按照小區(qū)名排序萍启。

我們先來(lái)看看不用Streams API如何實(shí)現(xiàn)：

List<Community> result = new ArrayList<>();
for (Community community : communities) {
        for (House house : community.houses) {
            if (house.area > 100) {
                result.add(community);
                break;
            }
        }
    }
    Collections.sort(result, new Comparator<Community>() {
        @Override
        public int compare(Community c1, Community c2) {
            return c1.name.compareTo(c2.name);
        }
    });
    return result;

如果使用Streams API:

return communities.stream()
                  .filter(c -> c.houses.stream().anyMatch(h -> h.area>100))
                  .sorted(Comparator.comparing(c -> c.name))
                  .collect(Collectors.toList());