• 由于所在项目组使用的是java8，开发中经常使用到java8的streams API，因此有必要做一个总结。

一、背景

前面学习可以知道，java8中新增加了lambda表达式特性，使编程模式得到大大的简化，而传统的java集合框架面临着大幅度的变化，但是从头实现一个新的集合框架（比如“Collection II”），但取代现有的集合框架是一项非常艰难的工作，因为集合接口渗透了 Java 生态系统的每个角落，将它们一一换成新类库需要相当长的时间。因此，决定采取演化的策略（而非推倒重来）以改进集合 API，在java8总具体做了如下工作：

1、为现有的接口（例如 Collection，List 和 Stream）增加扩展方法；
2、在类库中增加新的 流（stream，即 java.util.stream.Stream）抽象以便进行聚集（aggregation）操作；
3、改造现有的类型使之可以提供流视图（stream view）；
4、改造现有的类型使之可以容易的使用新的编程模式，这样用户就不必抛弃使用以久的类库，例如 ArrayList 和 HashMap（当然这并不是说集合 API 会常驻永存，毕竟集合 API 在设计之初并没有考虑到 lambda 表达式。我们可能会在未来的 JDK 中添加一个更现代的集合类库）。
5、提供更加易用的并行（Parallelism）库

二、内部迭代和外部迭代

1、内部迭代

• 集合类库主要依赖于 外部迭代（external iteration）。Collection 实现 Iterable 接口，从而使得用户可以依次遍历集合的元素。

//为每一个shape设置颜色为红色
for (Shape shape : shapes) {
  shape.setColor(RED);
}

• 特点：
  （1）Java 的 for 循环是串行的，而且必须按照集合中元素的顺序进行依次处理；
  （2）集合框架无法对控制流进行优化，例如通过排序、并行、短路（short-circuiting）求值以及惰性求值改善性能。

2、内部迭代

• 使用 内部迭代（internal iteration）替代外部迭代，用户把对迭代的控制权交给类库，并向类库传递迭代时所需执行的代码。

shapes.forEach(s -> s.setColor(RED));

• 特点：
  （1）用户把对操作的控制权交还给类库，从而允许类库进行各种各样的优化（例如乱序执行、惰性求值和并行等等）。
  （2）内部迭代使得外部迭代中不可能实现的优化成为可能。

总结：
外部迭代同时承担了 做什么（把形状设为红色）和 怎么做（得到 Iterator 实例然后依次遍历）两项职责，而内部迭代只负责 做什么，而把 怎么做 留给类库。通过这样的职责转变：用户的代码会变得更加清晰，而类库则可以进行各种优化，从而使所有用户都从中受益。

三、流Stream

• 流 是 Java SE 8 类库中新增的关键抽象，它被定义于 java.util.stream（这个包里有若干流类型：Stream<T> 代表对象引用流，此外还有一系列特化（specialization）流，比如 IntStream 代表整形数字流）
• 每个流代表一个值序列，流提供一系列常用的聚集操作，使得我们可以便捷的在它上面进行各种运算。集合类库也提供了便捷的方式使我们可以以操作流的方式使用集合、数组以及其它数据结构。
• 案例说明：

Set<Box> hasBlueShape =
    shapes.stream()
          .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
          .map(s -> s.getContainingBox())
          .collect(Collectors.toSet());
1、在 Collection 上调用 stream() 会生成该集合元素的流视图（stream view）
2、filter() 操作会产生只包含蓝色形状的流
3、map() 操作通过映射函数（这里的映射函数接收一个形状，然后返回包含它的盒子）对输入流里面的
元素进行依次转换，然后产生新流。
4、collect() 操作会把其接收的元素聚集（aggregate）到一起（这里是 Set）collect() 方法的参数
则被用来指定如何进行聚集操作

四、集合和流

• 集合和流尽管在表面上看起来很相似，但它们的设计目标是不同的：集合主要用来对其元素进行有效（effective）的管理和访问（access），而流并不支持对其元素进行直接操作或直接访问，而只支持通过声明式操作在其上进行运算然后得到结果。此外流还有以下特性：
  （1）无存储：流并不存储值；流的元素源自数据源（可能是某个数据结构、生成函数或 I/O 通道等等），通过一系列计算步骤得到；
  （2）天然的函数式风格（Functional in nature）：对流的操作会产生一个结果，但流的数据源不会被修改；
  （3）惰性求值：多数流操作（包括过滤、映射、排序以及去重）都可以以惰性方式实现。这使得我们可以用一遍遍历完成整个流水线操作，并可以用短路操作提供更高效的实现；
  （4）无需上界（Bounds optional）：不少问题都可以被表达为无限流（infinite stream）：用户不停地读取流直到满意的结果出现为止（比如说，枚举 完美数 这个操作可以被表达为在所有整数上进行过滤）。集合是有限的，但流不是（操作无限流时我们必需使用短路操作，以确保操作可以在有限时间内完成）；
• 从API的角度来看，流和集合完全互相独立，不过我们可以既把集合作为流的数据源（Collection 拥有 stream() 和 parallelStream() 方法），也可以通过流产生一个集合（使用前例的 collect() 方法）

五、并行流parallelStream

• 略

六、总结

• Stream 抽象作为新增类库特性的核心，提供了强大的数据集合操作功能，并被深入整合到现有的集合类和其它的 JDK 类型中。

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参考资料：
http://zh.lucida.me/blog/java-8-lambdas-inside-out-library-features/