Java中Stream的并行流与并发流的差异

发布时间: 2023-12-21 01:49:04 阅读量: 46 订阅数: 47

day13【Stream流】.md

### 知识点详解 #### 一、Java Stream 流简介 - **概念**：Java 8 引入了一个新的编程范式—流(Stream)，它提供了处理数据的新方式，简化了集合类对象的操作过程。 - **特点**： - **不可变性**：流在创建后不能被修改。 - **惰性求值**：流的操作通常是惰性的，只有当执行终结操作时才真正执行。 - **链式调用**：流操作支持链式调用，使得代码更加简洁易读。 #### 二、Stream 与 Collection 的对比 - **区别**： - **集合**是数据结构的容器，而**流**则是对容器进行操作的方法。 - 集合关注的是**“有哪些元素”**，而流关注的是**“如何处理这些元素”**。 - 集合是**静态的**，一旦创建就不能改变；流则是**动态的**，可以在数据源上动态构建并多次处理。 - **优点**： - **更高效**：流操作可以被优化，例如并行流能充分利用多核处理器的优势。 - **更简洁**：通过内置的高阶函数，如map、filter等，代码更易于编写和理解。 - **更灵活**：支持多种数据源，如集合、数组甚至自定义数据结构。 #### 三、函数式接口 - **定义**：函数式接口是指仅包含一个抽象方法的接口，是Java 8引入的重要概念之一。 - **用途**：用于实现Lambda表达式，使得代码更加简洁、易于理解。 - **常见函数式接口**： - **Function<T, R>**：接受一个参数类型为T的对象，返回一个R类型的对象。 - **Predicate<T>**：接受一个参数类型为T的对象，返回一个布尔值。 #### 四、Predicate 接口详解 - **概述**：`Predicate<T>` 是一个返回布尔值的函数式接口，常用于条件判断。 - **主要方法**： - **`boolean test(T t)`**：测试给定的参数是否满足条件。 - **`default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other)`**：组合两个 `Predicate`，返回一个新的 `Predicate` 实例，表示“与”的逻辑关系。 - **`default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other)`**：组合两个 `Predicate`，返回一个新的 `Predicate` 实例，表示“或”的逻辑关系。 - **`default Predicate<T> negate()`**：返回一个新的 `Predicate` 实例，表示对当前 `Predicate` 的否定。 #### 五、Predicate 接口示例 - **示例1**：使用 `Predicate` 进行简单条件判断。 ```java boolean isVeryLong = s -> s.length() > 5; System.out.println("字符串很长吗：" + isVeryLong.test("HelloWorld")); ``` - **示例2**：使用 `Predicate` 的 `and` 方法实现逻辑“与”。 ```java boolean isValid = s -> s.contains("H").and(s -> s.contains("W")).test("Helloworld"); System.out.println("字符串符合要求吗：" + isValid); ``` - **示例3**：使用 `Predicate` 的 `or` 方法实现逻辑“或”。 ```java boolean isValid = s -> s.contains("H").or(s -> s.contains("W")).test("Helloworld"); System.out.println("字符串符合要求吗：" + isValid); ``` - **示例4**：使用 `Predicate` 的 `negate` 方法实现逻辑“非”。 ```java boolean notValid = s -> !s.contains("H").negate().test("Helloworld"); System.out.println("字符串不符合要求吗：" + notValid); ``` #### 六、获取 Stream 流的方式 - **从集合获取**：`List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c"); Stream<String> stream = list.stream();` - **从数组获取**：`String[] array = {"a", "b", "c"}; Stream<String> stream = Arrays.stream(array);` - **从特定值创建**：`Stream<String> stream = Stream.of("a", "b", "c");` - **从迭代器创建**：`Stream<String> stream = Stream.iterate(0, n -> n + 2).limit(5).mapToObj(Integer::toString);` #### 七、常用 Stream 操作 - **中间操作**： - **`filter(Predicate<T> predicate)`**：根据给定的条件过滤元素。 - **`map(Function<T, R> mapper)`**：将元素转换为另一种形式或提取信息。 - **`flatMap(Function<T, Stream<R>> mapper)`**：将多个流合并成一个流。 - **`sorted()`**：对流中的元素进行排序。 - **终结操作**： - **`collect(Collector<T,A,R> collector)`**：将流转换为其他形式或结果。 - **`forEach(Consumer<T> action)`**：遍历所有元素。 - **`count()`**：返回流中元素的总个数。 - **`reduce(BinaryOperator<T> accumulator)`**：将流中的元素归约为单个值。 - **`anyMatch(Predicate<T> predicate)`**：检查是否至少有一个元素满足给定的条件。 - **`allMatch(Predicate<T> predicate)`**：检查是否所有的元素都满足给定的条件。 - **`noneMatch(Predicate<T> predicate)`**：检查是否没有任何元素满足给定的条件。 #### 八、Stream 并发操作 - **并行流**：通过 `.parallelStream()` 可以获得并行流，利用多核处理器提高处理效率。 ```java List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c"); long count = list.parallelStream().filter(s -> s.startsWith("a")).count(); ``` #### 九、将 Stream 内容收集到集合或数组中 - **收集到集合**： ```java List<String> resultList = list.stream().filter(s -> s.startsWith("a")).collect(Collectors.toList()); ``` - **收集到数组**： ```java String[] resultArray = list.stream().filter(s -> s.startsWith("a")).toArray(String[]::new); ``` ### 小结本章节重点介绍了 Java 8 中 Stream 流的基本概念、特点以及与集合类之间的差异，并深入探讨了函数式接口（特别是 `Predicate<T>`）的使用方法。通过具体示例，我们还学习了如何获取 Stream 流、执行常见操作以及如何利用 Stream 处理数据。这些知识不仅有助于编写更加简洁高效的代码，还能帮助开发者更好地理解和应用 Java 8 新特性。

# 第一章：介绍Java中Stream的概念 ## 1.1 什么是Java中的Stream 在Java 8引入了Stream API，它是对集合功能的增强，提供了一种高效处理集合的方式。Stream可以让你以一种声明的方式处理数据集合，将集合抽象成一种流，通过一系列操作(过滤、映射、排序、归约等)来操作数据。 ## 1.2 Stream的基本操作和特点 Stream操作一般包括中间操作和最终操作。中间操作会返回一个新的Stream对象，最终操作则会产生一个结果或副作用。Stream的特点包括惰性求值、内部迭代和可消费性。 ## 1.3 Stream的应用场景 Stream广泛应用于集合数据的处理和计算，它可以大大简化集合数据的操作及处理流程，提高代码的简洁性和可读性。 ### 2. 第二章：深入理解并行流和并发流在本章中，我们将深入探讨Java中Stream的并行流和并发流的概念、工作原理以及性能比较。我们将从理论和实践两个方面全面解析并行流和并发流的区别与联系。 #### 2.1 并行流和并发流的概念解释首先，让我们来理解一下并行流和并发流的概念。在Java中，通过Stream API可以对集合进行各种操作，其中包括串行流、并行流和并发流。并行流是通过多线程同时处理数据的方式来提高处理速度，而并发流则是通过线程池的方式来实现对并发任务的处理。 #### 2.2 并行流与并发流的工作原理接下来，我们将详细了解并行流和并发流的工作原理。并行流利用Fork/Join框架将数据分割成多个小任务，然后并行处理这些小任务，最后将结果合并；而并发流则是通过线程池来同时处理多个任务。这两种方式在处理大数据量时能够大幅提升处理速度。 #### 2.3 并行流和并发流的性能比较最后，我们将进行并行流和并发流的性能比较。在处理大量数据时，我们会对比它们的执行速度、资源消耗以及在不同场景下的适用性，以便更好地选择合适的方式来处理数据流操作。 ### 3. 第三章：并行流与并发流的使用方法在这一章节中，我们将深入探讨如何在Java中使用并行流和并发流。我们将覆盖如何创建并行流和并发流，以及在代码中如何使用它们，并提供一些使用并行流和并发流的注意事项。让我们一起来看看吧！ #### 3.1 如何创建并行流和并发流在Java中，可以通过`parallelStream()`方法来创建并行流，通过`stream()`方法来创建顺序流（并发流）。 ```java List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cher ```

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