JDK8 —- 集合之流式(Streams)操做javascript
Stream 做为 Java 8 的一大亮点，它与 java.io 包里的 InputStream 和 OutputStream 是彻底不一样的概念。它也不一样于 StAX 对 XML 解析的 Stream，也不是 Amazon Kinesis 对大数据实时处理的 Stream。Java 8 中的 Stream 是对集合（Collection）对象功能的加强，它专一于对集合对象进行各类很是便利、高效的聚合操做（aggregate operation），或者大批量数据操做 (bulk data operation)。Stream API 借助于一样新出现的 Lambda表达式，极大的提升编程效率和程序可读性。同时它提供串行和并行两种模式进行汇聚操做，并发模式可以充分利用多核处理器的优点，使用 fork/join 并行方式来拆分任务和加速处理过程。一般编写并行代码很难并且容易出错, 但使用 Stream API 无需编写一行多线程的代码，就能够很方便地写出高性能的并发程序。因此说，Java 8 中首次出现的 java.util.stream 是一个函数式语言+多核时代综合影响的产物。java
什么是聚合操做
在传统的 J2EE 应用中，Java 代码常常不得不依赖于关系型数据库的聚合操做来完成诸如：
* 客户每个月平均消费金额
* 最昂贵的在售商品
* 本周完成的有效订单（排除了无效的）
* 取十个数据样本做为首页推荐
这类的操做。
但在当今这个数据大爆炸的时代，在数据来源多样化、数据海量化的今天，不少时候不得不脱离 RDBMS，或者以底层返回的数据为基础进行更上层的数据统计。而 Java 的集合 API 中，仅仅有极少许的辅助型方法，更多的时候是程序员须要用 Iterator 来遍历集合，完成相关的聚合应用逻辑。这是一种远不够高效、笨拙的方法。在 Java 7 中，若是要发现 type 为 grocery 的全部交易，而后返回以交易值降序排序好的交易 ID 集合，咱们须要这样写：程序员
List<Transaction> groceryTransactions = new ArrayList<>();
for (Transaction t : transactions) {
if (t.getType() == Transaction.GROCERY) {
groceryTransactions.add(t);
}
}
Collections.sort(groceryTransactions, new Comparator() {
public int compare(Transaction t1, Transaction t2) {
return t2.getValue().compareTo(t1.getValue());
}
});
List<Integer> transactionIds = new ArrayList<>();
for (Transaction t : groceryTransactions) {
transactionIds.add(t.getId());
}
而在 Java 8 使用 Stream，代码更加简洁易读；并且使用并发模式，程序执行速度更快。web
List<Integer> transactionsIds = transactions.parallelStream().
filter(t -> t.getType() == Transaction.GROCERY).
sorted(comparing(Transaction::getValue).reversed()).
map(Transaction::getId).
collect(toList());
集合之流式操做
Java 8 引入了流式操做（Stream），经过该操做能够实现对集合（Collection）的并行处理和函数式操做。根据操做返回的结果不一样，流式操做分为中间操做和最终操做两种。最终操做返回一特定类型的结果，而中间操做返回流自己，这样就能够将多个操做依次串联起来。根据流的并发性，流又能够分为串行和并行两种。流式操做实现了集合的过滤、排序、映射等功能。
Stream 和 Collection 集合的区别：Collection 是一种静态的内存数据结构，而 Stream 是有关计算的。前者是主要面向内存，存储在内存中，后者主要是面向 CPU，经过 CPU 实现计算。算法
串行和并行的流
流有串行和并行两种，串行流上的操做是在一个线程中依次完成，而并行流则是在多个线程上同时执行。并行与串行的流能够相互切换：经过 stream.sequential() 返回串行的流，经过 stream.parallel() 返回并行的流。相比较串行的流，并行的流能够很大程度上提升程序的执行效率。数据库
什么是流
Stream 不是集合元素，它不是数据结构并不保存数据，它是有关算法和计算的，它更像一个高级版本的 Iterator。原始版本的 Iterator，用户只能显式地一个一个遍历元素并对其执行某些操做；高级版本的 Stream，用户只要给出须要对其包含的元素执行什么操做，好比 “过滤掉长度大于 10 的字符串”、“获取每一个字符串的首字母”等，Stream 会隐式地在内部进行遍历，作出相应的数据转换。
Stream 就如同一个迭代器（Iterator），单向，不可往复，数据只能遍历一次，遍历过一次后即用尽了，就比如流水从面前流过，一去不复返。
而和迭代器又不一样的是，Stream 能够并行化操做，迭代器只能命令式地、串行化操做。顾名思义，当使用串行方式去遍历时，每一个 item 读完后再读下一个 item。而使用并行去遍历时，数据会被分红多个段，其中每个都在不一样的线程中处理，而后将结果一块儿输出。Stream 的并行操做依赖于 Java7 中引入的 Fork/Join 框架（JSR166y）来拆分任务和加速处理过程。Java 的并行 API 演变历程基本以下：
1.0-1.4 中的 java.lang.Thread
5.0 中的 java.util.concurrent
6.0 中的 Phasers 等
7.0 中的 Fork/Join 框架
8.0 中的 Lambda
Stream 的另一大特色是，数据源自己能够是无限的。编程
流的构成
当咱们使用一个流的时候，一般包括三个基本步骤：
获取一个数据源（source）→ 数据转换→执行操做获取想要的结果，每次转换原有 Stream 对象不改变，返回一个新的 Stream 对象（能够有屡次转换），这就容许对其操做能够像链条同样排列，变成一个管道，以下图所示。
图 1. 流管道 (Stream Pipeline) 的构成
数据结构
流的操做类型分为两种：
Intermediate：一个流能够后面跟随零个或多个 intermediate 操做。其目的主要是打开流，作出某种程度的数据映射/过滤，而后返回一个新的流，交给下一个操做使用。这类操做都是惰性化的（lazy），就是说，仅仅调用到这类方法，并无真正开始流的遍历。
Terminal：一个流只能有一个 terminal 操做，当这个操做执行后，流就被使用“光”了，没法再被操做。因此这一定是流的最后一个操做。Terminal 操做的执行，才会真正开始流的遍历，而且会生成一个结果，或者一个 side effect。
在对于一个 Stream 进行屡次转换操做 (Intermediate 操做)，每次都对 Stream 的每一个元素进行转换，并且是执行屡次，这样时间复杂度就是 N（转换次数）个 for 循环里把全部操做都作掉的总和吗？其实不是这样的，转换操做都是 lazy 的，多个转换操做只会在 Terminal 操做的时候融合起来，一次循环完成。咱们能够这样简单的理解，Stream 里有个操做函数的集合，每次转换操做就是把转换函数放入这个集合中，在 Terminal 操做的时候循环 Stream 对应的集合，而后对每一个元素执行全部的函数。多线程
还有一种操做被称为 short-circuiting。用以指：
对于一个 intermediate 操做，若是它接受的是一个无限大（infinite/unbounded）的 Stream，但返回一个有限的新 Stream。
对于一个 terminal 操做，若是它接受的是一个无限大的 Stream，但能在有限的时间计算出结果。
当操做一个无限大的 Stream，而又但愿在有限时间内完成操做，则在管道内拥有一个 short-circuiting 操做是必要非充分条件。并发
流的使用详解
简单说，对 Stream 的使用就是实现一个 filter-map-reduce 过程，产生一个最终结果，或者致使一个反作用（side effect）。
流的构造与转换
下面提供最多见的几种构造 Stream 的样例。
// 1. Individual values
Stream stream = Stream.of("a", "b", "c");
// 2. Arrays
String[] strArray = new String[]{"a", "b", "c"};
stream = Stream.of(strArray);
stream = Arrays.stream(strArray);
// 3. Collections
List<String> list = Arrays.asList(strArray);
stream = list.stream();
须要注意的是，对于基本数值型，目前有三种对应的包装类型 Stream： IntStream、LongStream、DoubleStream。固然咱们也能够用 Stream、Stream >、Stream，可是 boxing 和 unboxing 会很耗时，因此特别为这三种基本数值型提供了对应的 Stream。 Java 8 中尚未提供其它数值型 Stream，由于这将致使扩增的内容较多。而常规的数值型聚合运算能够经过上面三种 Stream 进行。