欢迎使用Java 8 Stream API教程。
在Java 8的最后几篇文章中，我们研究了Java 8接口更改和功能接口以及Lambda表达式。
今天，我们将研究Java 8中引入的主要API之一-Java Stream。

Java 8流

• Java 8流
• 集合和Java流
• Java 8 StreamFunction和BiFunction中的功能接口
• 谓词和双谓词
• 消费者与消费者
• 供应商
• java.util.Optional
• java.util.Spliterator
• Java Stream中级和终端操作
• Java Stream短路操作
• Java流示例创建Java流
• 将Java Stream转换为Collection或者Array
• Java Stream中间操作
• Java Stream终端操作
• Java 8 Stream API限制

Java流

在研究Java Stream API示例之前，让我们看看为什么需要它。
假设我们要遍历整数列表，并找出所有大于10的整数之和。

在Java 8之前，实现的方法是：

private static int sumIterator(List<Integer> list) {
	Iterator<Integer> it = list.iterator();
	int sum = 0;
	while (it.hasNext()) {
		int num = it.next();
		if (num > 10) {
			sum += num;
		}
	}
	return sum;
}

上述方法存在三个主要问题：

• 我们只想知道整数的总和，但我们还必须提供迭代的进行方式，这也称为外部迭代，因为客户端程序正在处理算法以遍历列表。

• 该程序本质上是顺序执行的，因此我们无法轻松地并行执行此操作。

• 有很多代码可以完成一个简单的任务。

为了克服上述所有缺点，引入了Java 8 Stream API。
我们可以使用Java Stream API来实现内部迭代，这更好，因为Java框架控制着迭代。

内部迭代提供了一些功能，例如顺序和并行执行，基于给定条件的过滤，映射等。

大多数Java 8 Stream API方法参数都是函数接口，因此lambda表达式可以很好地与它们一起使用。
让我们看看如何使用Java Streams在单行语句中编写以上逻辑。

private static int sumStream(List<Integer> list) {
	return list.stream().filter(i -> i > 10).mapToInt(i -> i).sum();
}

请注意，以上程序利用了Java框架迭代策略，过滤和映射方法，并会提高效率。

首先，我们将研究Java 8 Stream API的核心概念，然后我们将通过一些示例来了解最常用的方法。

集合和Java流

集合是用于保存值的内存数据结构，在开始使用集合之前，应已填充所有值。
而Java Stream是按需计算的数据结构。

Java Stream不存储数据，而是对源数据结构(集合和数组)进行操作，并生成可用于并执行特定操作的流水线数据。
例如，我们可以从列表创建流，并根据条件对其进行过滤。

Java Stream操作使用功能接口，这使其非常适合使用lambda表达式的功能编程。
如您在上面的示例中看到的那样，使用lambda表达式使我们的代码可读性强且简短。

Java 8 Stream内部迭代原理有助于在某些流操作中实现延迟搜索。
例如，可以延迟实施过滤，映射或者重复删除，从而实现更高的性能和优化范围。

Java流是消耗性的，因此无法创建流引用以供将来使用。
由于数据是按需提供的，因此无法多次重复使用同一数据流。

Java 8 Stream支持顺序以及并行处理，并行处理对于实现大型集合的高性能非常有帮助。

所有Java Stream API接口和类都在java.util.stream包中。
由于我们可以在使用自动装箱的集合中长时间使用int等原始数据类型，并且这些操作可能会花费很多时间，因此有一些针对原始类型的特定类-IntStream，LongStream和DoubleStream。

Java 8 Stream中的功能接口

Java 8 Stream API方法中一些常用的功能接口是：

• Function和BiFunction：Function表示一个函数，该函数接受一种类型的参数并返回另一种类型的参数。
  " Function <T，R>"是通用形式，其中T是函数输入的类型，R是函数结果的类型。
  对于处理原始类型，有特定的Function接口– ToIntFunction， ToLongFunction，ToDoubleFunction，ToIntBiFunction，ToLongBiFunction，ToDoubleBiFunction，LongToIntFunction，LongToDoubleFunction，IntToLongFunction`，IntToDoubleFunction等。
  使用的是：<R> Stream <R> map(Function <？super T，？extended R> mapper)

• IntStream mapToInt(ToIntFunction <？super T>映射器)–类似地，对于长且双返回的原始特定流。

• IntStream flatMapToInt(Function <？super T，？extends IntStream> mapper)–类似地，对于long和double

• <A> A [] toArray(IntFunction <A []>生成器)

• <U> U reduce(U标识，BiFunction <U，？super T，U>累加器，BinaryOperator <U>组合器)

• 谓词和BiPredicate：它表示针对流元素进行测试的谓词。
  这用于从java流中过滤元素。
  与Function一样，int，long和double也有原始的特定接口。
  使用Predicate或者BiPredicate专门化的Stream方法有：Stream <T> filter(Predicate <？super T> predicate)

• boolean anyMatch(Predicate <？super T>谓词)

• boolean allMatch(Predicate <？super T>谓词)

• 布尔值noneMatch(Predicate <？super T>谓词)

• 消费者和BiConsumer：它表示一个接受单个输入参数且不返回结果的操作。
  它可以用于对Java流的所有元素执行某些操作。
  使用Consumer，BiConsumer或者原始专业化接口的Java 8 Stream方法包括：Stream <T> peek(Consumer <？超级T>动作)

• void forEach(Consumer <？super T>操作)

• forEachOrdered(Consumer <？super T>操作)无效

• 供应商：供应商代表一项操作，通过该操作我们可以在流中生成新值。
  Stream中带有" Supplier"参数的一些方法是：public static <T> Stream <T> generate(Supplier <T> s)

• <R> R收集(供应商<R>供应商，BiConsumer <R ，?超级T>累加器，BiConsumer <R，R>组合器)

java.util.Optional

Java Optional是一个容器对象，可以包含也可以不包含非null值。
如果存在值，isPresent()将返回true，而get()将返回该值。
流终端操作返回Optional对象。
其中一些方法是：

• 可选的<T> reduce(BinaryOperator <T>累加器)
• 可选的<T> min(比较器<？super T>比较器)
• 可选的<T> max(Comparator <？super T>比较器)
• 可选的<T> findFirst()
• 可选的<T> findAny()

java.util.Spliterator

为了支持Java 8 Stream API中的并行执行，使用了" Spliterator"接口。
Spliterator的trySplit方法返回一个新的Spliterator，它管理原始Spliterator元素的子集。

Java Stream中级和终端操作

返回新Stream的Java Stream API操作称为中间操作。
在大多数情况下，这些操作本质上都是惰性的，因此它们开始生成新的流元素并将其发送到下一个操作。
中间操作绝不是最终结果生成操作。
常用的中间操作是" filter"和" map"。

返回结果或者产生副作用的Java 8 Stream API操作。
一旦在流上调用了终端方法，它将消耗该流，此后我们将无法使用流。
终端操作本质上是急切的，即它们在返回结果之前处理流中的所有元素。
常用的终端方法有：forEach，toArray，min，max，findFirst，anyMatch，allMatch等。
您可以从返回类型中识别终端方法，它们永远不会返回流。
。

Java Stream短路操作

如果中间操作可能产生无限流，则称为短路。
例如，limit()和skip()是两个短路中间操作。

如果终端操作可能在无限时间内终止于无限流，则该操作称为短路。
例如，anyMatch，allMatch，noneMatch，findFirst和findAny是短路的终端操作。

Java Stream示例

我已经介绍了Java 8 Stream API的几乎所有重要部分。
使用这项新的API功能令人兴奋，让我们在一些Java流示例中看到它的实际效果。

创建Java流

我们可以通过几种方法从数组和集合创建Java流。
让我们用简单的例子来研究它们。

• 我们可以使用Stream.of()从相似类型的数据创建一个流。
  例如，我们可以从一组int或者Integer对象创建整数的Java流。

• 我们可以将Stream.of()与Objects数组一起使用来返回流。
  请注意，它不支持自动装箱，因此我们无法传递基本类型数组。

• 我们可以使用Collectionstream()创建顺序流，并使用parallelStream()创建并行流。

• 我们可以使用Stream.generate()和Stream.iterate()方法来创建Stream。

• 使用" Arrays.stream()"和" String.chars()"方法。

将Java Stream转换为Collection或者Array

有几种方法可以从Java Stream获取Collection或者Array。

• 我们可以使用java Stream的collect()方法从流中获取List，Map或者Set。

• 我们可以使用流toArray()方法从流中创建一个数组。

Java Stream中间操作

让我们看一下常用的Java Stream中间操作示例。

• 流filter()示例：我们可以使用filter()方法测试条件的流元素并生成过滤列表。

• 流map()示例：我们可以使用map()将函数应用于流。
  让我们看看如何使用它将大写函数应用于字符串列表。

• 流sorted()示例：我们可以使用sorted()通过传递Comparator参数来对流元素进行排序。

• 流flatMap()示例：我们可以使用flatMap()从列表流创建流。
  让我们看一个简单的例子来消除这个疑问。

Java Stream终端操作

让我们看一些Java流终端操作示例。

• 流reduce()示例：我们可以使用reduce()通过关联累加函数对流的元素进行归约，然后返回Optional。
  让我们看看如何使用它将流中的整数相乘。

• Stream count()示例：我们可以使用此终端操作来计算流中的项目数。

• Stream forEach()示例：这可用于迭代流。
  我们可以用它代替迭代器。
  让我们看看如何使用它来打印流中的所有元素。

• Stream match()示例：让我们看一些Stream API中匹配方法的示例。

• Stream findFirst()示例：这是一个短路的终端操作，让我们看看如何使用它从D开头的流中查找第一个字符串。

Java 8 Stream API限制

Java 8 Stream API带来了许多与列表和数组一起使用的新东西，但是它也有一些限制。

• 无状态Lambda表达式：如果您使用并行流，并且Lambda表达式是有状态的，则可能导致随机响应。
  让我们用一个简单的程序查看它。
  StatefulParallelStream.java
  如果我们在上述程序上运行，您将获得不同的结果，因为它取决于流被迭代的方式，并且我们没有为并行处理定义任何顺序。
  如果使用顺序流，则不会出现此问题。

• 流被使用后，以后将无法使用。
  如您在上面的示例中看到的，每次创建流时。

• Stream API中有很多方法，最令人困惑的部分是重载方法。
  它使学习曲线花费时间。