深度解析Java JDK 1.8中Stream流的源码实现:带你探寻数据流的奥秘

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深度解析Java JDK 1.8中Stream流的源码实现:带你探寻数据流的奥秘

文章目录

    • 一、 Stream流概述
      • 1.1 什么是Stream流,以及它的主要特点和优势
      • 1.2 Stream流的基本操作:过滤、映射、排序等
      • 二、 Stream流源码解析
        • 2.1 接口和基本概念
        • 2.2 创建流
        • 2.3 源码分析
          • 2.3.1 流的起始
          • 2.3.2 流的初始
          • 2.3.3 认识BaseStream
          • 2.3.4 Stream接口继承BaseStream
          • 2.3.5 Stream流的其它流形式

            一、 Stream流概述

            1.1 什么是Stream流,以及它的主要特点和优势

            什么是Stream流?

            jdk1.8中引入的Stream流是一种用函数式编程方式操作集合的新特性,提供了一种更简洁、高效的方式来处理集合数据,可以将集合操作转换为一系列的流水线操作,实现更加优雅和功能强大的数据处理。

            主要特点和优势:

            1. 链式调用:Stream流支持链式调用,可以将多个操作连接在一起,形成一个流水线式的数据处理过程,使代码更加清晰和易读。
            2. 惰性求值:Stream流采用惰性求值的策略,只有当终端操作被调用时才会执行中间操作,这种特性可以提高性能,避免不必要的计算。
            3. 并行处理:Stream流提供了并行处理的能力,在处理大规模数据时可以自动进行并行计算,充分利用多核处理器的性能优势,提高程序的执行效率。
            4. 函数式编程:Stream流倡导函数式编程思想,可以通过Lambda表达式来定义操作,从而简化代码,减少样板代码的编写。

            Stream流的简单Demo:

            import java.util.Arrays;
            import java.util.List;
            public class StreamDemo {
                public static void main(String[] args) {
                    List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
                    // 使用Stream流对集合元素进行处理
                    int sum = numbers.stream()
                            .filter(n -> n % 2 == 0) // 过滤偶数  2   4
                            .map(n -> n * 2) // 将偶数翻倍  4  8
                            .reduce(0, Integer::sum); // 求和   4 + 8 = 12
                    System.out.println("处理后的结果:" + sum); // 处理后的结果:12
                }
            }
            

            1.2 Stream流的基本操作:过滤、映射、排序等

            使用水果的Demo来解释API:

            import java.util.Arrays;
            import java.util.List;
            public class StreamFruitsDemo {
                public static void main(String[] args) {
                    List fruits = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry", "Date", "Elderberry");
                    // `过滤`  长度大于5的水果
                    System.out.println("过滤后的水果:");
                    fruits.stream()
                            .filter(fruit -> fruit.length() > 5)
                            .forEach(System.out::println); // 循环输出,打印过滤的结果
                    // 将水果名称  `转换为大写`
                    System.out.println("映射后的水果名称:");
                    fruits.stream()
                            .map(String::toUpperCase)
                            .forEach(System.out::println);
                    // 对水果名称进行  `排序`
                    System.out.println("按字母顺序排序的水果名称:");
                    fruits.stream()
                            .sorted()
                            .forEach(System.out::println);
                    
                     // 对水果名称进行   `连接`
                     System.out.println("所有水果名称连接后的结果:" );
                    fruits.stream()
                            .reduce("", (partialResult, fruit) -> partialResult + " " + fruit);
                }
            }
            

            ps:其它API可以查询官网等方式来了解,这篇文章就不过多描述其用法了。

            二、 Stream流源码解析

            2.1 接口和基本概念

            Stream 接口:

            Stream 接口是 jdk1.8 引入的用于支持函数式编程的接口,它提供了一种高效处理集合数据的方式。Stream 接口并不是存储数据的容器,而是用于描述对数据的一系列操作,并且可以进行链式操作。

            Spliterator 接口:

            Spliterator 接口是jdk1.8中引入的,用于支持并行遍历和分割迭代元素的接口。在 Stream 流中,Spliterator 主要用于将数据分割成多个部分,以便并行处理。

            Stream接口和 Spliterator接口的Demo:

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            2.2 创建流

            要查看流的创建方式的实现逻辑,可以从不同的创建方式入手。

            建议按照以下顺序来查看源码:

            1. 集合创建流(Collection.stream()):
              • 可以先从 Collection 接口的 stream() 方法入手,查看其实现逻辑。可以查看 java.util.Collection 接口的源码,找到 stream() 方法的具体实现。
              • 数组创建流(Arrays.stream()):
                • 可以查看 java.util.Arrays 类中的 stream() 方法的实现逻辑,找到数组创建流的具体过程。
                • 使用静态方法创建流(Stream.of() 等):
                  • 对于使用静态方法创建流,比如 Stream.of(),可以直接查看 java.util.stream.Stream 类中的实现逻辑,找到对应的静态方法实现。
                  • 其它流,比如: 调用 parallelStream() 方法创建并发流,默认使用的是 ForkJoinPool.commonPool()线程池。

            创建方式:

            深度解析Java JDK 1.8中Stream流的源码实现:带你探寻数据流的奥秘

            ps:本文章从 Collection 接口的 stream() 方法入手来解读源码,其它源码读者可以试着去解读。

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            2.3 源码分析

            源码解析都是写在图上,不做过多的描述。

            2.3.1 流的起始

            深度解析Java JDK 1.8中Stream流的源码实现:带你探寻数据流的奥秘

            2.3.2 流的初始

            深度解析Java JDK 1.8中Stream流的源码实现:带你探寻数据流的奥秘

            2.3.3 认识BaseStream

            深度解析Java JDK 1.8中Stream流的源码实现:带你探寻数据流的奥秘

            2.3.4 Stream接口继承BaseStream

            深度解析Java JDK 1.8中Stream流的源码实现:带你探寻数据流的奥秘

            2.3.5 Stream流的其它流形式

            深度解析Java JDK 1.8中Stream流的源码实现:带你探寻数据流的奥秘

            到了Stream接口,懂的都懂了吧,中间操作和终端操作等解析,请期待下篇文章哈哈哈哈哈,晚安玛卡巴卡+__+

            你只管努力,剩下的交给时间

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