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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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：

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。
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。
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。
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<Integer> 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<String> 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：

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。