JAVA 8 Streams

什么是Stream

首先要说的是，不要被它的名称骗了，这里的Stream跟JAVA I/O中的InputStream和OutputStream是两个不同的概念。Java 8中的Stream其实是函数式编程里Monad的概念，关于Monad，感觉还是比较抽象，不好理解，可以参考这篇文章，个人觉得还是比较好看懂的，简单说，Monad就是一种设计模式，表示将一个运算过程，通过函数拆解成互相连接的多个步骤，有点链式操作的感觉。

如下，是一个Stream的例子

import java.util.Arrays;import java.util.List;public class Snippet{  public static void main(String[] args)  {    List<String> myList = Arrays.asList("a1", "a2", "b1", "c2", "c1");    myList      .stream()      .filter(s -> s.startsWith("c"))    //过滤以c字母开头      .map(String::toUpperCase)    //字符变成大写      .sorted()                   //排序      .forEach(System.out::println);  //打印输出  }}

使用Stream的好处

对JAVA集合（Collection）对象功能的增强，方便对集合进行各类操作（过滤、求最大值、最小值、统计等）；
更加高效，提供串行和并行两种模式，并行模式利用了Java中的fork/join框架技术，能充分利用多核处理器，提高程序并发性；

Stream的特征

不是一个数据结构
为lambda表达式设计
不支持索引访问
很方便的作为数组或集合输出
支持惰性访问
并行计算

如何得到Stream对象

从 Collection 和数组

Collection.stream()
Collection.parallelStream()
Arrays.stream(T array) or Stream.of()

从 BufferedReader

java.io.BufferedReader.lines()

静态工厂

java.util.stream.IntStream.range()
java.nio.file.Files.walk()

自己创建

java.util.Spliterator

其它

Random.ints()
BitSet.stream()
Pattern.splitAsStream(java.lang.CharSequence)
JarFile.stream()
。。。

Stream的操作类型

Stream有两种类型的操作：Intermediate操作和Terminal操作。

Intermediate（中间操作）

Stream可以进行多次的Intermediate操作，如前面开头的那个例子，其中filter、map、sorted都是Intermediate操作，注意该操作是惰性化的，当调用到该方法的时候，并没有真正开始Stream的遍历。

Terminal（结束操作）

一个Stream只有一个Terminal操作，如前面开头的那个例子，其中forEach就是Terminal操作，Terminal操作是Stream的最后一个操作，这时候才会开始Stream的遍历。

Stream使用示例

Stream的创建

使用Stream.of

import java.util.stream.Stream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);    stream.forEach(p -> System.out.println(p));  }}

使用Arrays.stream

import java.util.Arrays;import java.util.stream.Stream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    Stream<Integer> stream = Arrays.stream(new Integer[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9});    stream.forEach(p -> System.out.println(p));  }}

使用Collection.stream() or Collection.parallelStream()

import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.stream.Stream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    List<Integer> list =       new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(new Integer[]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }));        Stream<Integer> stream = list.stream();  //or list.parallelStream();    stream.forEach(p -> System.out.println(p));  }}

使用IntStream.range

import java.util.stream.IntStream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    IntStream stream = IntStream.range(1, 9);    stream.forEach(p -> System.out.println(p));  }}

使用Random.ints()

import java.util.Random;import java.util.stream.IntStream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    IntStream stream = new Random().ints(1, 10);    stream.forEach(p -> System.out.println(p));  }}

使用Stream.generate()

import java.util.concurrent.TimeUnit;import java.util.stream.Stream;public class StreamBuilders{  static int i = 0;  public static void main(String[] args)  {    Stream<Integer> stream = Stream.generate(() -> {      try      {        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);      }      catch (InterruptedException e)      {        e.printStackTrace();      }      return i++;    });    stream.forEach(p -> System.out.println(p));  }}

其它还有很多，这里暂不一一列出。

Stream类型转集合/数组类型

使用stream.collect(Collectors.toList())

import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.stream.Collectors;import java.util.stream.Stream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    List<Integer> list =       new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(new Integer[]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }));        Stream<Integer> stream = list.stream();        List<Integer> evenNumbersList = stream.filter(i -> i % 2 == 0).collect(Collectors.toList());        System.out.print(evenNumbersList);  }}

使用stream.toArray(EntryType[]::new)

import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.stream.Stream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    List<Integer> list =       new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(new Integer[]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }));        Stream<Integer> stream = list.stream();        Integer[] evenNumbersArr = stream.filter(i -> i % 2 == 0).toArray(Integer[]::new);        System.out.print(Arrays.asList(evenNumbersArr));  }}

其它转为set，map的类似，不一一列出。

Stream核心操作方法

Intermediate（中间操作），这里只列出常见的几个

filter方法，过滤元素

import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.stream.Stream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(new String[]{           "Amitabh", "Shekhar", "Aman", "Rahul",           "Shahrukh", "Salman", "Yana", "Lokesh"}));        Stream<String> stream = list.stream();        stream.filter((s) -> s.startsWith("A")).forEach(System.out::println);  }}

map方法，修改元素

import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.stream.Stream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(new String[]{           "Amitabh", "Shekhar", "Aman", "Rahul",           "Shahrukh", "Salman", "Yana", "Lokesh"}));        Stream<String> stream = list.stream();        stream.filter((s) -> s.startsWith("A")).map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println);  }}

sorted方法，排序，可以传入自定义排序接口Comparator，

import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.stream.Stream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(new String[]{           "Amitabh", "Shekhar", "Aman", "Rahul",           "Shahrukh", "Salman", "Yana", "Lokesh"}));        Stream<String> stream = list.stream();        stream.sorted().map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println);  }}

Terminal（结束操作），这里只列出常见的几个

这里的例与前面的类似，就不写出全部代码了，列出重要部分。

forEach方法，迭代元素，并执行相关操作

    stream.sorted().map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println);

collect方法，从Stream中得到集合

    List<String> memNamesInUppercase = stream.sorted().map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList());    System.out.print(memNamesInUppercase);

Match方法，匹配判断Stream中的元素是否符合指定规则

    boolean matchedResult = list.stream().anyMatch((s) -> s.startsWith("A"));    System.out.println(matchedResult);    matchedResult = list.stream().allMatch((s) -> s.startsWith("A"));    System.out.println(matchedResult);    matchedResult = list.stream().noneMatch((s) -> s.startsWith("A"));    System.out.println(matchedResult);

count方法，计数

    long totalMatched = list.stream().filter((s) -> s.startsWith("A")).count();    System.out.println(totalMatched);

reduce方法，元素组合操作，常用于字符串拼接、数值的 sum、min、max、average

import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.Optional;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(new String[]{           "Amitabh", "Shekhar", "Aman", "Rahul",           "Shahrukh", "Salman", "Yana", "Lokesh"}));        Optional<String> reduced = list.stream().reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);    reduced.ifPresent(System.out::println);        //打印结果：Amitabh#Shekhar#Aman#Rahul#Shahrukh#Salman#Yana#Lokesh  }}

Stream短路操作

所谓的短路操作。指的是如果符合要求的话，就不继续执行接下来的操作，类似于&&和||操作，

在Stream中，类似的有anyMatch()和findFirst()方法，

anyMatch()，返回布尔值，只要找到一个匹配的元素，就停止接下来的元素遍历；

    boolean matched = list.stream().anyMatch((s) -> s.startsWith("A"));    System.out.println(matched);    // Output: true

findFirst()，返回元素，同样，只返回第一个元素，不会全部遍历；

    String firstMatchedName = list.stream().filter((s) -> s.startsWith("L")).findFirst().get();    System.out.println(firstMatchedName);    // Output: Lokesh

并发parallelStream

Java 7引入了Fork/Join并行计算框架，能让我们以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。

如下示例：

import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.List;import java.util.stream.Stream;public class StreamBuilders{  public static void main(String[] args)  {    List<Integer> list =      new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(new Integer[]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }));        // Here creating a parallel stream    Stream<Integer> stream = list.parallelStream();    Integer[] evenNumbersArr = stream.filter(i -> i % 2 == 0).toArray(Integer[]::new);    System.out.print(Arrays.asList(evenNumbersArr));  }}

使用Stream与不用Stream对比

下面给出一个使用Stream与不使用Stream示例，用于统计字符长度为3的字符串个数。

import java.util.Arrays;import java.util.List;public class Java8Tester {  public static void main(String args[]){   List<String> strings = Arrays.asList("abc", "111", "bc", "efg", "12584","", "1254");   //使用Java 7, 统计字符长度为3的字符串个数   long count = 0;   for(String string: strings){         if(string.length() == 3){      count++;     }   }   System.out.println("using java7:Strings of length 3: " + count);          //使用Java 8的stream, 统计字符长度为3的字符串个数   count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count();   System.out.println("using java8:Strings of length 3: " + count);      }}