java8新特性-Stream基础

Stream是跟随Lambda表达式一起发布的java8新特性。是支持串行和并行处理数据的工具。有四种类型的Stream。在StreamShape枚举中定义了Stream的类型。分别是REFERENCE（引用流，对应的是类BaseStream），INT_VALUE（元素是int的Stream，对应类IntStream），LONG_VALUE（元素是long的Stream，对应类LongStream），DOUBLE_VALUE（元素是double的Stream，对应类DoubleStream）。同时还要考虑中间操作的数据传递，每个操作之间如何聚合以及聚合后数据如何处理等。Stream主要分为三个部分，分别是头部，中间操作和终止操作。头部主要是提供数据以及数据的特征。中间操作是对数据处理方式。终止操作时才对数据进行数据。即惰性求值。中间操作有两种特征，分别是无状态操作和有状态操作。无状态操作是元素的处理不受之前元素的的影响，有状态操作是拿到所有元素后才能操作下一步。终止操作有短路操作和非短路操作，短路操作是求得满足条件的值之后就不再处理，非短路操作是处理所有元素后才返回。

Stream操作分类如下：

BaseStream类是所有流类的顶级接口。

    public interface BaseStream<T, S extends BaseStream<T, S>>
        extends AutoCloseable {
   
    Iterator<T> iterator();

   
    Spliterator<T> spliterator();

   
    boolean isParallel();

   
    S sequential();

    
    S parallel();

   
    S unordered();

    S onClose(Runnable closeHandler);

   
    @Override
    void close();
}

函数名	作用
iterator()	返回此流元素的迭代器。
spliterator()	返回此流元素的拆分器。
isParallel();	如果返回true表示流并行执行。
sequential();	返回顺序流。
parallel();	返回并行流。
unordered();	返回无序流。
onClose(Runnable closeHandler);	返回具有附加关闭处理程序的等效流。当close（）方法在流上调用，并按它们的顺序执行。
close();	关闭流。

操作之间的数据聚合由Sink表示。

interface Sink<T> extends Consumer<T> {
   
    default void begin(long size) {}

   
    default void end() {}

   
    default boolean cancellationRequested() {
        return false;
    }

    default void accept(int value) {
        throw new IllegalStateException("called wrong accept method");
    }

    
    default void accept(long value) {
        throw new IllegalStateException("called wrong accept method");
    }

   
    default void accept(double value) {
        throw new IllegalStateException("called wrong accept method");
    }

    
    interface OfInt extends Sink<Integer>, IntConsumer {
        @Override
        void accept(int value);

        @Override
        default void accept(Integer i) {
            if (Tripwire.ENABLED)
                Tripwire.trip(getClass(), "{0} calling Sink.OfInt.accept(Integer)");
            accept(i.intValue());
        }
    }

   
    interface OfLong extends Sink<Long>, LongConsumer {
        @Override
        void accept(long value);

        @Override
        default void accept(Long i) {
            if (Tripwire.ENABLED)
                Tripwire.trip(getClass(), "{0} calling Sink.OfLong.accept(Long)");
            accept(i.longValue());
        }
    }

  
    interface OfDouble extends Sink<Double>, DoubleConsumer {
        @Override
        void accept(double value);

        @Override
        default void accept(Double i) {
            if (Tripwire.ENABLED)
                Tripwire.trip(getClass(), "{0} calling Sink.OfDouble.accept(Double)");
            accept(i.doubleValue());
        }
    }

  
    static abstract class ChainedReference<T, E_OUT> implements Sink<T> {
        protected final Sink<? super E_OUT> downstream;

        public ChainedReference(Sink<? super E_OUT> downstream) {
            this.downstream = Objects.requireNonNull(downstream);
        }

        @Override
        public void begin(long size) {
            downstream.begin(size);
        }

        @Override
        public void end() {
            downstream.end();
        }

        @Override
        public boolean cancellationRequested() {
            return downstream.cancellationRequested();
        }
    }

   
    static abstract class ChainedInt<E_OUT> implements Sink.OfInt {
        protected final Sink<? super E_OUT> downstream;

        public ChainedInt(Sink<? super E_OUT> downstream) {
            this.downstream = Objects.requireNonNull(downstream);
        }

        @Override
        public void begin(long size) {
            downstream.begin(size);
        }

        @Override
        public void end() {
            downstream.end();
        }

        @Override
        public boolean cancellationRequested() {
            return downstream.cancellationRequested();
        }
    }

   
    static abstract class ChainedLong<E_OUT> implements Sink.OfLong {
        protected final Sink<? super E_OUT> downstream;

        public ChainedLong(Sink<? super E_OUT> downstream) {
            this.downstream = Objects.requireNonNull(downstream);
        }

        @Override
        public void begin(long size) {
            downstream.begin(size);
        }

        @Override
        public void end() {
            downstream.end();
        }

        @Override
        public boolean cancellationRequested() {
            return downstream.cancellationRequested();
        }
    }

    
    static abstract class ChainedDouble<E_OUT> implements Sink.OfDouble {
        protected final Sink<? super E_OUT> downstream;

        public ChainedDouble(Sink<? super E_OUT> downstream) {
            this.downstream = Objects.requireNonNull(downstream);
        }

        @Override
        public void begin(long size) {
            downstream.begin(size);
        }

        @Override
        public void end() {
            downstream.end();
        }

        @Override
        public boolean cancellationRequested() {
            return downstream.cancellationRequested();
        }
    }
}

Consumer接口是Lambda表达式用于处理不返回值的操作。Sink是Consumer的一个扩展，用于在具有管理大小信息的附加方法的流管道，在调用accept（）方法之前，必须首先调用begin（）方法通知它数据即将到来，并且在所有数据发送后，您必须调用end（）方法。调用end（）后，不应调用accept（）。Sink也是提供了一种机制，通过调用cancelueRequest（）方法，接收器可以协同发出信号不希望接收更多数据，源可以在将更多数据发送到Sink。

TerminalOp表示终止操作，对数据进行实际处理。

interface TerminalOp<E_IN, R> {

    default StreamShape inputShape() { return StreamShape.REFERENCE; }

    
    default int getOpFlags() { return 0; }

    
    default <P_IN> R evaluateParallel(PipelineHelper<E_IN> helper,
                                      Spliterator<P_IN> spliterator) {
        if (Tripwire.ENABLED)
            Tripwire.trip(getClass(), "{0} triggering TerminalOp.evaluateParallel serial default");
        return evaluateSequential(helper, spliterator);
    }

   
    <P_IN> R evaluateSequential(PipelineHelper<E_IN> helper,
                                Spliterator<P_IN> spliterator);
}

函数名	作用
inputShape()	返回流类型
getOpFlags()	返回流操作标志
evaluateParallel	使用PipelineHelper并行执行流操作
evaluateSequential	使用PipelineHelper顺序执行流操作