Java 8 引入的 Stream API 是一个强大的工具集，它支持对集合数据进行函数式操作。该 API 允许开发者以更简洁、更具可读性且更高效的方式处理集合，显著提升了 Java 编程的生产力，是 Java 类库的一项重要增强。

Stream API 的核心理念是将数据处理步骤链接起来，形成一个函数式的数据流水线，从而执行过滤、映射、排序和归约等各种操作，避免了编写传统的显式循环代码。

以下是 Stream API 的关键概念和操作：

1. Stream (流): Stream 是 Java 8 处理集合的核心抽象。它代表了一个数据管道，用于处理数据源产生的元素序列。数据源可以是集合、数组、I/O 操作等。Stream 的主要特点包括：
   • Stream 不存储数据。
   • Stream 不修改原始数据源，而是返回一个新的、包含结果的 Stream。
   • Stream 操作是延迟执行的，仅在需要结果时才触发。
2. 中间操作: 这些操作允许对 Stream 进行一系列数据处理。常见的中间操作包括 filter (过滤)、map (映射)、distinct (去重)、sorted (排序)、limit (限制数量) 和 skip (跳过元素) 等。这些操作会返回一个新的 Stream。
3. 终端操作: 终端操作是对 Stream 进行最终处理并产生结果的操作。一旦调用终端操作，Stream 就会被消耗，后续无法再进行中间操作。常见的终端操作有 forEach (遍历元素)、collect (将元素收集到集合)、reduce (执行归约操作，如求和、求最大值) 和 count (计数) 等。
4. 惰性求值: Stream 操作是惰性的，只有在调用终端操作时，中间操作才会被执行。这有助于提高性能，因为只有实际需要的数据才会被处理。

为什么选择 Stream API？

对于日常的应用程序开发，数据通常来源于数据库、文件等，需要 Java 程序进行处理。虽然传统的 for 循环可以处理集合数据，但 Stream API 提供了许多优势：

1. 简洁性与可读性: Stream API 的链式调用使得代码更加紧凑和易于理解。
2. 不可变性: Stream 操作不修改原始数据，而是创建新的 Stream，这保证了原始数据的不可变性，有利于并发编程。
3. 惰性求值: Stream 操作的惰性特性意味着只有在终端操作被调用时，中间操作才会被执行。这提高了性能，因为只处理必要的数据。
4. 并行处理能力: Stream API 支持并行处理数据，能够充分利用多核处理器的优势，从而提升性能。
5. 开发效率: Stream API 减少了样板代码，提供了丰富的操作，使得代码编写更快。

Stream 关注的是计算过程，而集合关注的是数据本身。

Stream 操作的三个阶段

一个完整的 Stream 操作通常包含以下三个步骤：

1. 创建 Stream

首先需要获取一个 Stream 对象，常见的创建方式包括：

• 使用集合的 stream() 方法: 集合接口提供了 stream() (顺序流) 和 parallelStream() (并行流) 方法来创建 Stream。

  
  // 示例：创建顺序流
  Stream<String> sequentialStream = myList.stream();
  
  // 示例：创建并行流
  Stream<String> parallelStream = myList.parallelStream();
          

• 通过数组: 使用 Arrays.stream(T[] array) 方法可以将数组转换为 Stream。

  
  String[] words = {"Hello", "World", "Java", "Stream"};
  Stream<String> arrayStream = Arrays.stream(words);
          

• 使用 Stream.of(T... values) 方法: 此方法可以直接接收一组元素来创建 Stream。

  
  Stream<String> directStream = Stream.of("Apple", "Banana", "Cherry");
          

• 使用 Stream.builder() 方法: Stream 提供了一个 builder 用于逐步构建 Stream。

  
  Stream.Builder<String> builder = Stream.builder();
  builder.accept("First");
  builder.accept("Second");
  builder.accept("Third");
  Stream<String> builtStream = builder.build();
          

• 使用 Stream.generate() 或 Stream.iterate(): 这两个方法可以生成无限元素的 Stream，通常需要结合 limit() 来限制元素数量。

  
  // 生成包含 5 个 'X' 的 Stream
  Stream<String> generatedStream = Stream.generate(() -> "X").limit(5);
  
  // 生成从 0 开始，每次加 2 的整数序列，取前 5 个
  Stream<Integer> iteratedStream = Stream.iterate(0, n -> n + 2).limit(5);
          

  这两个方法使用相对较少。

2. 中间操作

在获取 Stream 对象后，可以对其应用一系列中间操作。中间操作对 Stream 中的元素进行处理，例如过滤、映射、排序等。这些操作不会立即执行，而是会构建一个操作链。以下是常用的中间操作：

方法名	描述
filter(Predicate<T> predicate)	根据指定的条件过滤元素。
map(Function<T, R> mapper)	将流中的每个元素通过给定的函数转换为另一种类型的元素。
flatMap(Function<T, Stream<R>> mapper)	将流中的每个元素映射成一个 Stream，然后将这些 Stream 合并成一个单一的 Stream。
distinct()	移除流中的重复元素。
sorted()	对流中的元素进行排序，默认使用自然顺序。
sorted(Comparator<T> comparator)	使用指定的比较器对流中的元素进行排序。