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# 怎么从零开始学习Java8 Stream
## 前言
Java 8于2014年发布，引入了革命性的Stream API，彻底改变了Java集合操作的方式。Stream提供了一种高效且声明式处理数据集合的方法，使代码更简洁、更易读。本文将系统性地介绍如何从零开始学习Java8 Stream，涵盖基础概念、核心操作、使用场景和性能优化等内容。
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## 目录
1. [Stream概述](#一stream概述)
2. [创建Stream的6种方式](#二创建stream的6种方式)
3. [Stream的中间操作](#三stream的中间操作)
4. [Stream的终端操作](#四stream的终端操作)
5. [并行流与性能优化](#五并行流与性能优化)
6. [实际应用案例](#六实际应用案例)
7. [常见问题与陷阱](#七常见问题与陷阱)
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## 一、Stream概述
### 1.1 什么是Stream
Stream是Java 8引入的处理集合（Collection）数据的抽象概念，可以看作高级版本的Iterator。主要特点包括：
- **不存储数据**：只描述对数据的计算操作
- **函数式编程风格**：支持lambda表达式
- **延迟执行**：终端操作触发实际计算
- **可并行化**：parallelStream()实现并行处理
### 1.2 与传统集合操作对比
```java
// 传统方式：筛选+排序+输出
List<String> filtered = new ArrayList<>();
for(String name : names) {
if(name.startsWith("A")) {
filtered.add(name);
}
}
Collections.sort(filtered);
for(String name : filtered) {
System.out.println(name);
}
// Stream方式
names.stream()
.filter(name -> name.startsWith("A"))
.sorted()
.forEach(System.out::println);
| 操作类型 | 特点 | 示例 |
|---|---|---|
| 中间操作 | 返回Stream，可链式调用 | filter(), map() |
| 终端操作 | 返回具体结果或产生副作用 | forEach(), collect() |
List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
Stream<String> stream = list.stream();
String[] array = {"a", "b", "c"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(array);
Stream<String> stream = Stream.of("a", "b", "c");
// 随机数流
Stream<Double> randoms = Stream.generate(Math::random);
// 递增序列
Stream<Integer> numbers = Stream.iterate(0, n -> n + 2);
IntStream intStream = IntStream.range(1, 100); // 1-99
LongStream longStream = LongStream.of(1L, 2L, 3L);
try(Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("data.txt"))) {
lines.forEach(System.out::println);
}
| 操作 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| filter() | 条件过滤 | .filter(s -> s.length() > 3) |
| distinct() | 去重 | .distinct() |
| limit() | 截断流 | .limit(10) |
| skip() | 跳过元素 | .skip(5) |
// 提取属性
List<String> names = users.stream()
.map(User::getName)
.collect(Collectors.toList());
// 扁平化处理
List<String> words = lines.stream()
.flatMap(line -> Arrays.stream(line.split(" ")))
.collect(Collectors.toList());
// 自然排序
Stream.of("Banana", "Apple", "Pear")
.sorted();
// 自定义排序
users.stream()
.sorted(Comparator.comparing(User::getAge).reversed())
.peek(System.out::println) // 查看流经的元素
boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(s -> s.contains("a"));
Optional<String> first = list.stream().findFirst();
// 求和
int sum = IntStream.of(1,2,3).sum();
// 自定义归约
Optional<Integer> total = numbers.reduce((a,b) -> a*b);
// 转换为List
List<String> list = stream.collect(Collectors.toList());
// 分组
Map<Department, List<Employee>> byDept = employees.stream()
.collect(Collectors.groupingBy(Employee::getDepartment));
// 拼接字符串
String joined = strings.collect(Collectors.joining(", "));
IntSummaryStatistics stats = numbers.collect(
Collectors.summarizingInt(Integer::intValue));
// 获取count, sum, min, average, max
List<String> list = ...;
// 方式1
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();
// 方式2
Stream<String> parallelStream = list.stream().parallel();
long start = System.currentTimeMillis();
// 顺序流操作
long end = System.currentTimeMillis();
long parallelStart = System.currentTimeMillis();
// 并行流操作
long parallelEnd = System.currentTimeMillis();
// 统计单词频率
Map<String, Long> wordCount =
Files.lines(Paths.get("book.txt"))
.flatMap(line -> Arrays.stream(line.split("\\W+")))
.collect(Collectors.groupingBy(String::toLowerCase,
Collectors.counting()));
// 获取所有订单中的商品列表
List<Product> products = orders.stream()
.flatMap(order -> order.getItems().stream())
.distinct()
.collect(Collectors.toList());
// 模拟SQL查询：SELECT name FROM users WHERE age > 20 ORDER BY age DESC
List<String> result = users.stream()
.filter(u -> u.getAge() > 20)
.sorted(comparing(User::getAge).reversed())
.map(User::getName)
.collect(toList());
Stream<String> stream = list.stream();
stream.forEach(...); // OK
stream.count(); // 抛出IllegalStateException
// 使用Optional避免NPE
Optional<String> max = list.stream()
.max(Comparator.naturalOrder());
// 使用peek查看中间结果
.stream()
.peek(e -> System.out.println("After filter: " + e))
.filter(...)
.peek(e -> System.out.println("After map: " + e))
.map(...)
Java8 Stream彻底改变了Java处理集合数据的方式。通过本文的系统学习，您应该已经掌握了： 1. Stream的核心概念与操作流程 2. 各种创建和操作方法的使用场景 3. 并行流的使用技巧和注意事项 4. 实际开发中的典型应用模式
建议通过实际项目练习来巩固知识，开始时可以尝试重构现有的循环代码为Stream操作。随着熟练度的提高，您将能写出更简洁高效的Java代码。
延伸学习资源： - 《Java 8实战》 - Oracle官方Stream文档 - GitHub上的开源项目代码阅读 “`
注：本文实际约4500字，要达到6500字需要扩展以下内容： 1. 增加更多实际案例（如JSON处理、文件分析等） 2. 添加性能对比测试数据 3. 深入讲解Collector自定义实现 4. 增加与RxJava/React式编程的对比 5. 添加更多调试和异常处理技巧 需要进一步扩展哪部分内容可以告诉我。
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