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Java 流处理之收集器

作者:Java-fenn
  • 2022 年 9 月 14 日
    湖南
  • 本文字数:3164 字

    阅读完需:约 10 分钟

Java 流(Stream)处理操作完成之后,我们可以收集这个流中的元素,使之汇聚成一个最终结果。这个结果可以是一个对象,也可以是一个集合,甚至可以是一个基本类型数据。


以记录 Record 为例:


@Data@NoArgsConstructor@AllArgsConstructorpublic static class Record {private String col1;private String col2;private int col3;}记录 Record 包含三个属性:列 1(col1)、列 2(col2)和 列 3(col3)。


创建四个记录实例:


Record r1 = new Record("a", "1", 1);Record r2 = new Record("a", "2", 2);Record r3 = new Record("b", "3", 3);Record r4 = new Record("c", "4", 4);添加到列表:


List<Record> records = new ArrayList<>();


records.add(r1);records.add(r2);records.add(r3);records.add(r4);收集所有记录的 列 1 值,以列表形式存储结果 List<String> col1List = records.stream().map(Record::getCol1).collect(Collectors.toList());log.info("col1List: {}", Json.toJson(col1List));输出结果:


col1List: ["a","a","b","c"]收集所有记录的 列 1 值,且去重,以集合形式存储 Set<String> col1Set = records.stream().map(Record::getCol1).collect(Collectors.toSet());log.info("col1Set: {}", Json.toJson(col1Set));输出结果:


col1Set: ["a","b","c"]收集记录的 列 2 值和 列 3 值的对应关系,以字典形式存储 Map<String, Integer> col2Map = records.stream().collect(Collectors.toMap(Record::getCol2, Record::getCol3));log.info("col2Map: {}", Json.toJson(col2Map));输出结果:


col2Map: {"1":1,"2":2,"3":3,"4":4}记录的 列 2 不能有重复值,否则会抛出 Duplicate key 异常。


收集所有记录中 列 3 值最大的记录 Record max = records.stream().collect(Collectors.maxBy(Comparator.comparing(Record::getCol3))).orElse(null);log.info("max: {}", Json.toJson(max));输出结果:


max: {"col1":"c","col2":"4","col3":4}收集所有记录中 列 3 值的总和 int sum = records.stream().collect(Collectors.summingInt(Record::getCol3));log.info("sum: {}", sum);输出结果:


sum: 10 流的收集需要通过 Stream.collect() 方法完成,方法的参数是一个 Collector(收集器) ;收集结果时,需要根据收集结果的目标类型,传递特定的收集器实例,如上:


Collectors.toList()


Collectors.toSet()


Collectors.toMap()


Collectors.maxBy()


Collectors.summingInt()


Collectors(java.util.stream.Collectors) 是一个工具类,内置若干收集器,我们可以通过调用不同的方法快速获取相应的收集器实例。


收集器(java.util.stream.Collector)本质是一个 接口 ,包含以下五个方法:


Supplier supplier()


BiConsumer<A, T> accumulator()


BinaryOperator combiner()


Function<A, R> finisher()


Set characteristics()


以 Collectors.toList() 为例演示收集器的工作过程。


创建一个中间结果容器 supplier() 方法会返回一个 Supplier 实例,调用该实例的 get() 方法,会创建一个中间结果容器。


@Overridepublic Supplier<List<String>> supplier() {return new Supplier<List<String>>() {@Overridepublic List<String> get() {List<String> container = new ArrayList<>();


        return container;    }};
复制代码


}考虑到收集的元素类型 String,这里的中间结果容器类型为 ArrayList 。


根据收集过程的需要,中间结果容器可以是任意的数据结构。


逐一遍历流中的每个元素,处理完成之后,添加到中间结果 accumulator() 方法会返回一个 BiConsumer 实例,它有一个 accept() 方法,


参数 1:中间结果 参数 2:流中遍历到的某个元素


遍历过程是 Java 自动完成的,每遍历一个元素,会自动调用 BiConsumer.accept 方法。我们只需要在方法中实现元素的处理过程,然后把元素的处理结果添加到中间结果中就可以了。


@Overridepublic BiConsumer<List<String>, String> accumulator() {return new BiConsumer<List<String>, String>() {@Overridepublic void accept(List<String> container, String col) {container.add(col);}};}这个示例中,流中的元素不需要任何处理,直接添加至中间结果即可。


中间结果转换成最终结果 finisher() 方法会返回一个 Fuction 实例,它有一个 apply() 方法,


参数:中间结果 返回:最终结果


遍历过程结束之后,Java 会自动调用 Function.apply() 方法,将中间结果转换成最终结果。


@Overridepublic Function<List<String>, List<String>> finisher() {return new Function<List<String>, List<String>>() {@Overridepublic List<String> apply(List<String> container) {return container;}};}这个示例中,中间结果就是最终结果,不需要任何处理,直接返回中间结果即可。


combiner()是做什么的?流中的元素可以被并行处理,这样的流称为并行流。并行流相当于把一个大流切分成多个小流,内部使用多线程,并行处理这些小流。每一个小流遍历完成之后,都会产生一个小的中间结果,需要将这些小的中间结果合并成一个大的中间结果。


假设有两个小流,收集开始时,会创建两个中间结果:


中间结果也是通过 Supplier.get() 方法创建的。


并行遍历两个小流,将各自流的处理结果添加到各自的中间结果中:


combiner() 方法会返回一个 BinaryOperator 实例,它有一个 apply() 方法:


参数 1:中间结果 1 参数 2:中间结果 2 返回:中间结果


Java 会在合适的时机自动调用 BinaryOperator.apply() 方法,将小的中间结果合并成大的中间结果。


@Overridepublic BinaryOperator<List<String>> combiner() {return new BinaryOperator<List<String>>() {@Overridepublic List<String> apply(List<String> container1, List<String> container2) {container1.addAll(container2);return container1;}};}characteristics()是什么的?characteristics() 会返回一个 Characteristics(枚举)集合实例,用于设定收集器的特性,支持以下三个值:


CONCURRENT


收集器支持并发使用


UNORDERED


收集器不保证元素顺序


IDENTITY_FINISH


收集器中间结果可直接转换成最终结果


Java 可以根据这些特性值,保证收集器正确地、有效率地执行。


完整代码 Collector<String, List<String>, List<String>> collector = new Collector<String, List<String>, List<String>>() {@Overridepublic Supplier<List<String>> supplier() {return new Supplier<List<String>>() {@Overridepublic List<String> get() {List<String> container = new ArrayList<>();


            return container;        }    };}
@Overridepublic BiConsumer<List<String>, String> accumulator() { return new BiConsumer<List<String>, String>() { @Override public void accept(List<String> container, String col) { container.add(col); } };}
@Overridepublic BinaryOperator<List<String>> combiner() { return new BinaryOperator<List<String>>() { @Override public List<String> apply(List<String> container1, List<String> container2) { container1.addAll(container2); return container1; } };}
@Overridepublic Function<List<String>, List<String>> finisher() { return new Function<List<String>, List<String>>() { @Override public List<String> apply(List<String> container) { return container; } };}
@Overridepublic Set<Characteristics> characteristics() { return new HashSet<>();}
复制代码


};


col1List = records.stream().map(Record::getCol1).collect(collector);log.info("col1List: {}", Json.toJson(col1List));

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