Stream基本概念_流 stream 定义

Stream流是什么（what）

流的定义：从支持数据处理操作的源生成的元素序列

1. 元素序列——就像集合一样，流也提供了一个接口，可以访问特定元素类型的一组有序值。因为集合是数据结构，所以它的主要目的是以特定的时间/空间复杂度存储和访问元素（如ArrayList 与 LinkedList）。集合讲的是数据，流讲的是计算。
2. 源——流会使用一个提供数据的源，如集合、数组或输入/输出资源。 请注意，从有序集合生成流时会保留原有的顺序。由列表生成的流，其元素顺序与列表一致。
3. 数据处理操作——流的数据处理功能支持类似于数据库的操作，以及函数式编程语言中的常用操作，如filter、 map、 reduce、 find、 match、 sort等。流操作可以顺序执行，也可并行执行。

流的两个特点：

1. 流水线——很多流操作本身会返回一个流，这样多个操作就可以链接起来，形成一个大的流水线。这让我们下一章中的一些优化成为可能，如延迟和短路。流水线的操作可以看作对数据源进行数据库式查询。

2. 内部迭代——与使用迭代器显式迭代的集合不同，流的迭代操作是在背后进行的。

   看一段代码：

   import static java.util.stream.Collectors.toList;
   List<String> threeHighCaloricDishNames = menu.stream()//从menu获得流,建立操作流水线
   	.filter(d -> d.getCalories() > 300)//首先选出高热量的菜肴
   	.map(Dish::getName)//获取菜名
   	.limit(3)//只选择头三个
   	.collect(toList());//将结果保存在另一个List中
   System.out.println(threeHighCaloricDishNames);
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• filter——接受Lambda，从流中排除某些元素。
• map——接受一个Lambda，将元素转换成其他形式或提取信息。
• limit——截断流，使其元素不超过给定数量。
• collect——将流转换为其他形式。

Collection API 和 新Stream API 的设计思想

1. 集合与流之间的差异就在于什么时候进行计算。

   集合是一个内存中的数据结构，它包含数据结构中目前所有的值——集合中的每个元素都得先算出来才能添加到集合中。（你可以往集合里加东西或者删东西，但是不管什么时候，集合中的每个元素都是放在内存里的，元素都得先算出来才能成为集合的一部分。）

   流则是在概念上固定的数据结构（你不能添加或删除元素），其元素则是按需计算的。 这个思想就是用户仅仅从流中提取需要的值，而这些值——在用户看不见的地方——只会按需生成。这是一种生产者－消费者的关系。

2. 打开一个流，只能遍历一次

   和迭代器类似，流只能遍历一次。遍历完之后，我们就说这个流已经被消费掉了。你可以从原始数据源那里再获得一个新的流来重新遍历一遍，就像迭代器一样（这里假设它是集合之类的可重复的源，如果是I/O通道就没戏了）。例如，以下代码会抛出一个异常，说流已被消费掉了。

   List<String> title = Arrays.asList("Java8", "In", "Action");
   Stream<String> s = title.stream();
   s.forEach(System.out::println);
   s.forEach(System.out::println);//java.lang.IllegalStateException:流已被操作或关闭
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3. 外部迭代与内部迭代

   使用Collection接口需要用户去做迭代（比如用for-each），这称为外部迭代。 相反，Streams库使用内部迭代——它帮你把迭代做了，还把得到的流值存在了某个地方，你只要给出一个函数说要干什么就可以了。

   显式迭代：

   //1. 使用for-each实现顺序迭代
   List<String> names = new ArrayList<>();
   	for(Dish d: menu){
   		names.add(d.getName());
   }
   //2. 使用iterator实现顺序迭代
   List<String> names = new ArrayList<>();
   Iterator<String> iterator = menu.iterator();
   while(iterator.hasNext()) {
   	Dish d = iterator.next();
   	names.add(d.getName());
   }
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   内部迭代：

   List<String> names = menu.stream()
   					.map(Dish::getName)
   					.collect(toList());
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   所以说，stream在内部替我们把迭代给做了，而且在做完的同时，可以根据我们的处理器需要自动的进行并发处理，而我们需要做的就是把lambda表达式（处理这些数据的方法）给出来就可以了。

4. 流操作（API）

   java.util.stream.Stream中的Stream接口定义了许多操作。它们可以分为两大类。

   • filter、 map和limit可以连成一条流水线；（中间操作）
   • collect触发流水线执行并关闭它。（终端操作）

   可以连接起来的流操作称为中间操作，关闭流的操作称为终端操作。

   中间操作：诸如filter或sorted等中间操作会返回另一个流。这让多个操作可以连接起来形成一个查询。重要的是，除非流水线上触发一个终端操作，否则中间操作不会执行任何处理——它们很懒。这是因为中间操作一般都可以合并起来，在终端操作时一次性全部处理。
   终端操作：终端操作会从流的流水线生成结果。其结果是任何不是流的值，比如List、 Integer，甚至void。

5. 使用流Stream

   流的使用包含三件事：

   1. 一个数据源（如集合）来执行一个查询；
   2. 一个中间操作链，形成一条流的流水线；
   3. 一个终端操作，执行流水线，并能生成结果。

小结

1. 流是“从支持数据处理操作的源生成的一系列元素”。
2. 流利用内部迭代：迭代通过filter、 map、 sorted等操作被抽象掉了。
3. 流操作有两类：中间操作和终端操作。
4. filter和map等中间操作会返回一个流，并可以链接在一起。可以用它们来设置一条流水线，但并不会生成任何结果。
5. forEach和count等终端操作会返回一个非流的值，并处理流水线以返回结果
6. 流中的元素是按需计算的。