JAVA基础之六-Stream(流)简介

我在别的篇幅已经说过：流这个东西偶尔可以用用，但我个人最大的学习动力（目前）仅仅是为了有助于阅读spring越发繁复的源码
 
本文主要介绍Stream接口（包括主要的方法）和相干的几个主要接口：Predicate、Consumer、Supplier
还有Collector接口，Collectors工具类。
由于网上已经有太多的文章介绍，所以，本文侧重点在于简单介绍基本的概念，并不会罗列所有的接口成员的说明（这些可以看javaDoc或者
官方的javaDoc)。
 
虽然主要说的是流，但也顺便说了一些别的东西：函数式接口之类
 
注：本文所相干代码和图是在J17环境下得到的。
一、紧张接口、类及其定义

1.1、流直接相干接口/类

仅介绍部分：

• Stream
  
• Predicate
  
• Consumer
  
• Supplier
  
• xxxOperator
  
• xxxFunction
  
• Collector
  
• Collectors
  

Stream,Collector,Collectors是java.util.stream之下的，剩下的都是在java.util.function之下
 
1.Stream（普通接口）
流接口的类层次结构如下图：

可以看到Stream继承自BaseStream，后者则继承了AutoCloseable。顺便提一句，并不是什么都可以自动关闭，如果是文件流需要自己关闭，Stream的javaDoc有提到。
别的，有可以看到，还有几个继承自BaseStream的别的Stream,包括DoubleStream,IntStream,LongStream,..
有点不太明白的是，为什么java17中没有提供别的可以聚集的数据类的Stream，例如为什么没有BigDecimalStream,BigIntStream? 有空再补充。
 
BaseStream紧张定义了和计算不太相干的一些行为（并发、迭代等），如下图：

 
Stream自己则专注于计算/转换有关的，如下图：

如上图，都是诸如min,max,count,distinct之类的熟悉字眼，还有份额不小的各种mapXXX。
基本上，需要流做的，或者善于让流做的事情，都定义好了。
 
2.Predicate(函数式接口)
Predicate ，中文有许多翻译：谓词、断言、表明、猜测、断定等。
不过结合大量的方法定义，我觉得翻译为“断定”可能更好理解，一个根据输入确定是否真伪的对象，好似人类的推官、断事官、审判员。
为了便于行文，后面都会写成Predicate或者断定。
这个断定接口定义了几个紧张的方法：

可以看到，只有一个test是需要实现的，别的几个都是默认的或者是静态的。
这个接口要实现类返回一个布尔值，断定传入的参数/内容是否合乎某个标准。
 
3.Consumer(函数式接口)
Consumer-消费者，这个翻译没有异议。
所以消费者接口比较简单，就两个方法：

其中的accept不返回任何东西，紧张的是andThen,可以让人不绝andThen下去，只要没有异常。
也就是说，消费者可以不绝消费，只要愿意。
 
4.Supplier(函数式接口)
和消费者对应的是供应者。
和消费者不同的是，供应者只有一个get方法。
所以供应者提供了之后，就只能等着，然后消费者可以不绝消费。
 
5.各种Operator
Operator有的地方翻译为利用符，有的地方翻译为利用数。
结合已有的各种xxxOperator：BinaryOperator、DoubleUnaryOperator、UnaryOperator..
翻译为"利用者"，以应合提供者、消费者。
各种利用者都是有返回的。  JCP大概把难于清晰界定其作用的各种函数式接口定义为利用者。
 
6..Bi,Binary是什么鬼？
Bi
在java.util.function下带有许多Bi开头的,例如BiFunction,BiConsumer,BiPredicate,xxxBixxx。
Bi是一个前缀，源自拉丁bis，表示两个、两次、两倍，总之就是2xxx。
所以带Bi开头的都是指有2个参数，而不带Bi的对应的都是一个参数为主（目前）。看看Predicate,BiPredicate就明白了：

1. @FunctionalInterface
2. public interface BiPredicate<T, U> {
3.     boolean test(T t, U u);
4. }
6. @FunctionalInterface
7. public interface Predicate<T> {
8.     boolean test(T t);
9. }

复制代码

注：为了节省篇幅，没有复制完整的源码和表明。
 
可以看到，Predicate带一个参数，BiPredicate有2个参数。
Jcp定义了不少Bixxx，大概是由于两个参数的场景也不少，否则为什么不定义三个，四个,...n个的Predicate等接口？
为了便于交流，我有的时间称谓Bixxx之类的函数为双参函数/方法，避免有些同事不知道这是什么玩意。
 
Binary
一样平常想到的是二进制，不过在这里Binary兼有Bi和一致的含义，合起来就是2个参数，且参数范例一致（包括返回也是一样）。
拿非常典型的java.util.function.BinaryOperator看下：
public interface BinaryOperator extends BiFunction
BiFunciton的定义（局部）：

1. @FunctionalInterface
2. public interface BiFunction<T, U, R> {
3.     R apply(T t, U u);
4. }

复制代码

BiFunction必然是两个参数，但它不要求三个参数一致，而BinaryOperator则要求一致。
所以，这里Binary可以理解为三参一致，即两个入参和一个出参（返回值）一致，或者是两个入仓和返回值一致。
按照这个思维，其实JCP等可以考虑把这个定名为：triple
 
7.Collector(常规接口)
收集者 public interface Collector
这是一个比较奇怪的接口，这是由于除了两个工具类的函数（of），别的的公共抽象方法的定名有背常规。
一样平常而言，方法的定名规范为：动词、动词+名词、形容词
例如 do(),doSomething(),isFinished()
但这里都是名词：supplier、accumulator、combiner、finisher、characteristics。
分别表示提供者、累积者、合并者、完成者、特征（注意，这里是一个聚集)
Collector也提供了两个公共静态函数of,用于返回一个新的Collector实现。
在of函数中，其实即使利用Collectors.CollectorImpl 来实现。
所以，如果不想开发新的Collector实现，基本上用Collectors或者Collect.of即可,但本质上都是用Collectors.CollectorImpl
这也应该是JCP所期望的吧！
 
8.Collectors(实现Collector接口为主的工具类)
这个类非常有效。
当我们利用流处理的时间，常常会有转换的需要。当转换完成后需要输出另外一个格式的时间，就需要利用到收集器。
Collectors就是一个收集器聚集，包含了各种各种的收集函数，实现诸如分组、转换（目标是list,map等)等利用
收集器聚集中所有的公共方法方法返回的都是收集者(Collector)范例。
当我们检察源码，可以发现一个非常紧张的地方：凡是返回Collector的public static 方法，最后都会调用：
return new CollectorImpl(supplier, accumulator, merger, finisher, characteristics);
CollectorImpl是Collector接口的实现，属于私有静态类（由于Collectors是final导致的)
java这些写的意图应该是如许的：你们不要费心（包括继承，扩展等等），就用Collectors的详细方法即可.
以常用toList()为例：

1. public static <T>
2.     Collector<T, ?, List<T>> toList() {
3.         return new CollectorImpl<>(ArrayList::new, List::add,
4.                                    (left, right) -> { left.addAll(right); return left; },
5.                                    CH_ID);
6.     }

复制代码

Collector范例的返回，可以被实现了Stream.collect利用，从而完成输出。
Stream的实现有很多，如前，最常见的是java.util.stream.ReferencePipeline
 
对于一样平常的工程师而言，想要Collect，可以这么做：
1.利用Collector.of构建一个，或者利用Colelctors的现货
2.把构建好的Collector当做入参，塞给Stream.collect方法.
3.完成
 
两个名词
mutable-可变的
immutable-不可变的
阅读stream代码的时间，需要格外注意哪些参数是可变的，还是不可变的。
特殊注意：对于管道利用、流利用，要求部分参数不可变是一个很常见的要求。
 
1.2、java对别的接口/类的改造

主要是对聚集范例的改造(从1.8开发)。
1.2.1、Colletion改造

聚集范例的基类Collection新增了几个接口（J8开始)：

1. default Stream<E> parallelStream() {
2.         return StreamSupport.stream(spliterator(), true);
3. }
5. @Override
6. default Spliterator<E> spliterator() {
7.         return Spliterators.spliterator(this, 0);
8. }
10. default Stream<E> stream() {
11.         return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
12. }

复制代码

上面这个Splitrator（可分割迭代器） 主要也是为了服务于并行流。如果不是采用并行流，那么也会用到，只不过不执行分隔而已（存疑）。
JCP都提供了默认实现，并为这些默认实现提供了对应的静态工具类：StreamSupport,Spliterators.
云云，所有Collection的实现类都可以利用steam,parallelStream方法。
1.2.2、Map?

Map中没有和流有关的改造，主要是对函数式编程的改造，或者详细一点就是增加了郎打的实现。
[code]default void forEach(BiConsumer