JavaStream流式编程常见的坑有哪些

本篇内容介绍了“Java Stream流式编程常见的坑有哪些”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

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1. Stream是什么？

Stream是Java8新增的一个接口，允许以声明性方式处理数据集合。Stream不是一个集合类型不保存数据，可以把它看作是遍历数据集合的高级迭代器（Iterator）。

Stream操作可以像Builder一样逐步叠加，形成一条流水线。流水线一般由数据源+零或者多个中间操作+一个终端操作所构成。中间操作可以将流转换成另外一个流，比如使用filter过滤元素，使用map映射提取值。

Stream与lambda表达式密不可分，本文默认你已经掌握了lambda基础知识。

2. Stream的特点

• 只能遍历（消费）一次。Stream实例只能遍历一次，终端操作后一次遍历就结束，再次遍历需要重新生成实例，这一点类似于Iterator迭代器。

• 保护数据源。对Stream中任何元素的修改都不会导致数据源被修改，比如过滤删除流中的一个元素，再次遍历该数据源依然可以获取该元素。

• 懒。filter, map 操作串联起来形成一系列中间运算，如果没有一个终端操作（如collect）这些中间运算永远也不会被执行。

3. 创建Stream实例的方法

（1）使用指定值创建Stream实例

// of为Stream的静态方法 Stream strStream = Stream.of("hello", "java8", "stream"); // 或者使用基本类型流 IntStream intStream = IntStream.of(1, 2, 3); 复制代码

（2）使用集合创建Stream实例（常用方式）

// 使用guava库，初始化一个不可变的list对象 ImmutableList integers = ImmutableList.of(1, 2, 3); // List接口继承Collection接口，java8在Collection接口中添加了stream方法 Stream stream = integers.stream(); 复制代码

（3）使用数组创建Stream实例

// 初始化一个数组 Integer[] array = {1, 2, 3}; // 使用Arrays的静态方法stream Stream stream = Arrays.stream(array); 复制代码

（4）使用生成器创建Stream实例

// 随机生成100个整数 Random random = new Random(); // 加上limit否则就是无限流了 Stream stream = Stream.generate(random::nextInt).limit(100); 复制代码

（5）使用迭代器创建Stream实例

// 生成100个奇数，加上limit否则就是无限流了 Stream stream = Stream.iterate(1, n -> n + 2).limit(100); stream.forEach(System.out::println); 复制代码

（6）使用IO接口创建Stream实例

// 获取指定路径下文件信息，list方法返回Stream类型 Stream pathStream = Files.list(Paths.get("/")); 复制代码

4. Stream常用操作

Stream接口中定义了很多操作，大致可以分为两大类，一类是中间操作，另一类是终端操作；

（1）中间操作

中间操作会返回另外一个流，多个中间操作可以连接起来形成一个查询。

中间操作有惰性，如果流上没有一个终端操作，那么中间操作是不会做任何处理的。

下面介绍常用的中间操作：

map操作

map是将输入流中每一个元素映射为另一个元素形成输出流。

// 初始化一个不可变字符串 List words = ImmutableList.of("hello", "java8", "stream"); // 计算列表中每个单词的长度 List list = words.stream()         .map(String::length)         .collect(Collectors.toList()); // output: 5 5 6 list.forEach(System.out::println); 复制代码

flatMap操作

List list1 = words.stream()         .map(word -> word.split("-"))         .collect(Collectors.toList());          // output: [Ljava.lang.String;@59f95c5d,  //             [Ljava.lang.String;@5ccd43c2 list1.forEach(System.out::println); 复制代码

哪里？你预期是List, 返回却是List, 这是因为split方法返回的是String[]

这个时候你可以想到要将数组转成stream, 于是有了第二个版本

Stream> arrStream = words.stream()         .map(word -> word.split("-"))         .map(Arrays::stream);          // output: java.util.stream.ReferencePipeline$Head@2c13da15,  // java.util.stream.ReferencePipeline$Head@77556fd arrStream.forEach(System.out::println); 复制代码

还是不对，这个问题使用flatMap扁平流可以解决，flatMap将流中每个元素取出来转成另外一个输出流

Stream strStream = words.stream()         .map(word -> word.split("-"))         .flatMap(Arrays::stream)         .distinct(); // output: hello java8 stream strStream.forEach(System.out::println); 复制代码

filter操作

filter接收Predicate对象，按条件过滤，符合条件的元素生成另外一个流。

// 过滤出单词长度大于5的单词，并打印出来 List words = ImmutableList.of("hello", "java8", "hello", "stream"); words.stream()         .filter(word -> word.length() > 5)         .collect(Collectors.toList())         .forEach(System.out::println); // output: stream 复制代码

（2）终端操作

终端操作将stream流转成具体的返回值，比如List，Integer等。常见的终端操作有：foreach, min, max, count等。

foreach很常见了，下面举一个max的例子。

// 找出最大的值 List integers = Arrays.asList(6, 20, 19); integers.stream()         .max(Integer::compareTo)         .ifPresent(System.out::println); // output: 20 复制代码

5. 实战：使用Stream重构老代码

假如有一个需求：过滤出年龄大于20岁并且分数大于95的学生。

使用for循环写法：

private List getStudents() {     Student s1 = new Student("xiaoli", 18, 95);     Student s2 = new Student("xiaoming", 21, 100);     Student s3 = new Student("xiaohua", 19, 98);     List studentList = Lists.newArrayList();     studentList.add(s1);     studentList.add(s2);     studentList.add(s3);     return studentList; } public void refactorBefore() {     List studentList = getStudents();     // 使用临时list     List resultList = Lists.newArrayList();     for (Student s : studentList) {         if (s.getAge() > 20 && s.getScore() > 95) {             resultList.add(s);         }     }     // output: Student{name=xiaoming, age=21, score=100}     resultList.forEach(System.out::println); } 复制代码

使用for循环会初始化一个临时list用来存放最终的结果，整体看起来不够优雅和简洁。

使用lambda和stream重构后：

public void refactorAfter() {     List studentLists = getStudents();     // output: Student{name=xiaoming, age=21, score=100}    studentLists.stream().filter(this::filterStudents).forEach(System.out::println); } private boolean filterStudents(Student student) {     // 过滤出年龄大于20岁并且分数大于95的学生     return student.getAge() > 20 && student.getScore() > 95; } 复制代码

使用filter和方法引用使代码清晰明了，也不用声明一个临时list，非常方便。

6. 使用Stream常见的误区

（1）误区一：重复消费stream对象

stream对象一旦被消费，不能再次重复消费。

List strings = Arrays.asList("hello", "java8", "stream"); Stream stream = strings.stream(); stream.forEach(System.out::println); // ok stream.forEach(System.out::println); // IllegalStateException 复制代码

上述代码执行后报错：

java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed

（2）误区二：修改数据源

在流操作的过程中尝试添加新的string对象，结果报错：

List strings = Arrays.asList("hello", "java8", "stream"); // expect: HELLO JAVA8 STREAM WORLD, but throw UnsupportedOperationException strings.stream()         .map(s -> {             strings.add("world");             return s.toUpperCase();         }).forEach(System.out::println); 复制代码

注意：一定不要在操作流的过程中修改数据源。

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