本文翻译自《Java 8 Explained: Applying Lambdas to Java Collections》。
Lambdas 表达式是 Java 8 的主题,在 Java 平台上我们期待了很久。但是,如果如果我们不在集合中使用它的话,就损失了很大价值。把现有接口迁移成为 lambda 风格接口的问题已经通过 default methods,也就是 defender methods 解决了。在这篇文章里面我们来看一看 Java 集合里面的批量数据操作(bulk operation)。
批量操作
最初的变更文档已经说了,批量操作是 “给 Java 集合框架添加的用以批量操作数据的功能,而它是基于 lambda 函数实现的”。引用的话也就是在说,lambda 移植到 Java 8 对我来说的实际目的,就是它提供了一种新的使用集合的方式,这也是最重要的特性,表达式操作符可以并行执行,并且 lambda 是一个比常规表达式操作符更好的工具。
内部和外部的迭代
历史上,Java 集合是不能够表达内部迭代的,而只提供了一种外部迭代的方式,也就是 for 或者 while 循环。要描述内部迭代,我们需要用到 LambdaJ 这样的类库:
List persons = asList(new Person("Joe"), new Person("Jim"), new Person("John"));
forEach(persons).setLastName("Doe");
从上面的例子可以看出,我们不需要关心 last name 是怎么被设置到每一个 person 对象里面去的,也许这样的行为是支持并发执行的。现在我们可以在 Java 8 中使用类似的表达了:
persons.forEach(p -> p.setLastName("Doe"))
内部迭代其实和集合的批量操作并没有密切的联系,这只是一个小小的特性,借助它我们感受到语法表达上的变化。真正有意思的和批量操作相关的是新的流(stream)API。
流 API
新的 java.util.stream 包已经添加进 JDK 了,现在我们可以借助 Java 8 执行 filter/map/reduce 风格的操作了。
流 API 允许我们声明对数据进行串行或者并行的操作:
List persons = … // sequential version
Stream stream = persons.stream(); //parallel version
Stream parallelStream = persons.parallelStream();
java.util.stream.Stream 接口提供了批量数据操作的入口,取得了对流实例的引用,我们就可以对集合执行如下有趣的任务了:
Filter
在数据流中实现过滤功能是首先我们可以想到的最自然的操作了。Stream 接口暴露了一个 filter 方法,它可以接受表示操作的 Predicate 实现来使用定义了过滤条件的 lambda 表达式。
List persons = …
Stream personsOver18 = persons.stream().filter(p -> p.getAge() > 18);
Map
假使我们现在过滤了一些数据,比如转换对象的时候。Map 操作允许我们执行一个 Function 的实现(Function<T,R> 的泛型 T,R 分别表示执行输入和执行结果),它接受入参并返回。首先,让我们来看看怎样以匿名内部类的方式来描述它:
Stream students = persons.stream()
.filter(p -> p.getAge() > 18)
.map(new Function() {
@Override
public Student apply(Person person) {
return new Student(person);
}
});
现在,把上述例子转换成使用 lambda 表达式的写法:
Stream map = persons.stream()
.filter(p -> p.getAge() > 18)
.map(person -> new Student(person));
Lambda 在把参数传给 map 方法的时候,实际却并没有使用这个参数,那么我们就可以写成这样:
Stream map = persons.stream()
.filter(p -> p.getAge() > 18)
.map(Student::new);
Collect
“流” 抽象天生就该是持续的,我们使用流来描述操作,但是如果我们要获取最终结果的话,必须收集流产生的最终结果。Stream API 提供了一系列 “最终” 的方法,collect()(http://javadocs.techempower.com/jdk18/api/java/util/stream/Stream.html#collect(java.util.stream.Collector%29)方法就是其中的一个,我们借此可以收集操作的最终结果:
List students = persons.stream()
.filter(p -> p.getAge() > 18)
.map(Student::new)
.collect(new Collector>() { … });
幸运的是,大多数情况下你不需要自己实现 Collector 接口,而是利用 Collectors 工具类:
List students = persons.stream()
.filter(p -> p.getAge() > 18)
.map(Student::new)
.collect(Collectors.toList());
或者,如果我们想使用特定的实现类来收集结果:
List students = persons.stream()
.filter(p -> p.getAge() > 18)
.map(Student::new)
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
并行和串行
一个使用新的 Stream API 有趣的特性是它从来都不需要所谓串行或者并行的方法,可以从一开始就并行地消费数据,或者在处理流中的任意时刻转为串行的。
List students = persons.stream()
.parallel()
.filter(p -> p.getAge() > 18) // filtering will be performed concurrently
.sequential()
.map(Student::new)
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
这里有隐藏的一点是,数据处理的并行部分会自动地自我管理,不需要我们自己来处理并发的问题。
总结
好了,要结束了。新的 Stream API 和 lambda 表达式给 Java 8 带来了很多新的特性。当然,在这篇文章以外还有很多没有谈及到,但愿很快我可以给你带给你更多有趣的特性。
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