Stream介绍

stream使用一种类似于用SQL语句从数据库查询数据的方式来提供一种对Java集合运算和表达的高阶抽象；

StreamAPI可以极大地提高程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。

这种风格将要处理的元素集合看作一种流，流在管道中传输，并且可以在管道的节点上进行处理，例如过滤，排序，聚合。

Stream有以下特性及优点：

• 无存储。Stream不是一种数据结构，它只是某种数据源的一个视图，数据源可以是一个数组，Java容器或I/O channel等。
• 为函数式编程而生。对Stream的任何修改都不会修改背后的数据源，比如对Stream执行过滤操作并不会删除被过滤的元素，而是会产生一个不包含被过滤元素的新Stream。
• 惰式执行。Stream上的操作并不会立即执行，只有等到用户真正需要结果的时候才会执行。
• 只能遍历一次。请注意，和迭代器一样，流只能遍历一次。当流遍历完之后，我们就说这个流已经被消费掉了，你可以从原始数据那里重新获得一条新的流，但是却不允许消费已消费掉的流。例如下面代码就会抛出一个异常，说流已被消费掉了：

List<String> title = Arrays.asList("Wmyskxz", "Is", "Learning", "Java8", "In", "Action");
Stream<String> s = title.stream();
s.forEach(System.out::println);
s.forEach(System.out::println);
// 运行上面程序会报以下错误
/*
Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
 at java.util.stream.AbstractPipeline.sourceStageSpliterator(AbstractPipeline.java:279)
 at java.util.stream.ReferencePipeline$Head.forEach(ReferencePipeline.java:580)
 at Test1.main(Tester.java:17)
*/

• 内部迭代。就现在来说，您可以把它简单的当成一种高级的迭代器（Iterator），或者是高级的 for 循环，区别在于，前面两者都是属于外部迭代，而流采用内部迭代。采用内部迭代，项目可以透明地并行处理，或者用优化的顺序进行处理，要是使用 Java 过去的外部迭代方法，这些优化都是很困难的。这或许有点鸡蛋里挑骨头，但这差不多就是 Java 8 引入流的原因了——Streams 库的内部迭代可以自动选择一种是和你硬件的数据表示和并行实现。

• 方便的并行处理。Java 8 中不仅提供了方便的一些流操作（比如过滤、排序之类的），更重要的是对于并行处理有很好的支持，只需要加上 .parallel() 就行了！

对于流的处理，主要有三种关键性操作：分别是流的创建、中间操作（intermediate operation）以及最终操作(terminal operation)。

Stream的创建方式

在Java8中，Stream具有多种创建方式；

• 通过已有的集合来创建流

在Java8中，除了增加了很多stream相关的类之外，还对集合类自身进行了增强，增加了stream方法，可以将一个集合类转换成流，这种通过集合创建出一个Stream的方式也是比较常用的一种方式。

下面这个例子就是通过一个已有的List创建一个流。除此以外，还有一个parallelStream方法，可以为集合创建一个并行流。

List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis", "Hello", "HelloWorld", "Hollis");
Stream<String> stream = strings.stream();

• 通过Stream创建流

可以使用stream类提供的方法，直接返回一个由指定元素组成的流。如下所示，通过stream的of方法创建并返回一个stream：

Stream<String> stream = Stream.of("Hollis", "HollisChuang", "hollis", "Hello", "HelloWorld", "Hollis");

Stream中间操作

以下是常用的中间操作表：

filter

filter 方法用于通过设置的条件过滤出元素。以下代码片段使用 filter 方法过滤掉空字符串：

List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "", "HollisChuang", "H", "hollis");
strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).forEach(System.out::println);
//Hollis, , HollisChuang, H, hollis

map

map 方法用于映射每个元素到对应的结果，以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
numbers.stream().map( i -> i*i).forEach(System.out::println);
//9,4,4,9,49,9,25

limit/skip

limit 返回 Stream 的前面 n 个元素；skip 则是扔掉前 n 个元素。一般会将这两个结合起来，用于分页。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
numbers.stream().limit(4).forEach(System.out::println);
//3,2,2,3

sorted

sorted 方法用于对流进行排序。以下代码片段使用 sorted 方法进行排序：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
numbers.stream().sorted().forEach(System.out::println);
//2,2,3,3,3,5,7

distinct

distinct主要用来去重，以下代码片段使用 distinct 对元素进行去重：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
numbers.stream().distinct().forEach(System.out::println);
//3,2,7,5

Stream的最终操作

Stream的中间操作得到的结果还是一个Stream，那么如何把一个Stream转换成我们需要的类型呢？比如计算出流中元素的个数、将流装换成集合等。这就需要最终操作（terminal operation）了。

最终操作会消耗流，产生一个最终结果。也就是说，在最终操作之后，不能再次使用流，也不能在使用任何中间操作，否则将抛出异常：

java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed

常见的最终操作如下表：

forEach

Stream 提供了方法 'forEach' 来迭代流中的每个数据。以下代码片段使用 forEach 输出了10个随机数：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

count

count用来统计流中的元素个数。

List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis","Hollis666", "Hello", "HelloWorld", "Hollis");
System.out.println(strings.stream().count());
//7

collect

collect就是一个归约操作，可以接受各种做法作为参数，将流中的元素累积成一个汇总结果：

List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis","Hollis666", "Hello", "HelloWorld", "Hollis");
strings = strings.stream().filter(string -> string.startsWith("Hollis")).collect(Collectors.toList());
System.out.println(strings);
//Hollis, HollisChuang, Hollis666, Hollis

总结

本文主要介绍了Java8的stream新特性，包括创建流的方式（通过集合创建和通过stream.of创建）、stream的中间操作（filter,limit,sorted,map）以及stream的最终操作。