Java Stream API的使用

简介

日常编程工作中，Java集合会经常被使用到，且经常需要对集合做一些类似过滤、排序、对象转换之类的操作。

为了简化这类操作，Java8添加了一套新的Stream API，使用方式就像写SQL一样，大大简化了这类处理的实现代码量与可读性。

基础Stream函数

比如，我们要查询双11期间交易额最大的10笔订单的用户信息，用SQL实现的话，大致如下：

select user_id, user_name 
from order 
where pay_time >= '2022-11-01' and pay_time < '2022-12-01' 
order by goods_amount desc 
limit 10;

这种处理逻辑，不用Stream API，实现代码大致如下：

public static List<User> getTop10Users() throws ParseException {
    List<Order> orders = getOrders();

    // 过滤出双11订单
    List<Order> filteredOrders = new ArrayList<>();
    long begin = DateUtils.parseDate("2022-11-01", "yyyy-MM-dd").getTime();
    long end = DateUtils.parseDate("2022-12-01", "yyyy-MM-dd").getTime();
    for (Order order : orders) {
        if(order.getPayTime().getTime() >= begin && order.getPayTime().getTime() < end) {
            filteredOrders.add(order);
        }
    }

    // 按订单金额倒序排序
    filteredOrders.sort(Comparator.comparing(Order::getGoodsAmount).reversed());

    // 取前10名订单，组装出用户信息
    List<User> users = new ArrayList<>();
    Iterator<Order> it = filteredOrders.iterator();
    for (int i = 0; i < 10 && it.hasNext(); i++) {
        Order order = it.next();
        users.add(new User(order.getUserId(), order.getUserName()));
    }
    return users;
}

上面代码与SQL的逻辑是一样的，但可以发现，上面代码的可理解性比SQL差很多，原因是SQL使用的是含义更加接近意图的声明式语法，而上述代码如果没有很好的注释的话，则需要你的大脑像CPU一样，将各种指令执行一遍才明白大概意图。

那我们再用Stream API实现一下这个函数看看，如下：

public static List<User> getTop10Users() throws ParseException {
    List<Order> orders = getOrders();
    long begin = DateUtils.parseDate("2022-11-01", "yyyy-MM-dd").getTime();
    long end = DateUtils.parseDate("2022-12-01", "yyyy-MM-dd").getTime();
    List<User> users = orders.stream()
            .filter(order -> order.getPayTime().getTime() >= begin && order.getPayTime().getTime() < end)
            .sorted(Comparator.comparing(Order::getGoodsAmount).reversed())
            .limit(10)
            .map(order -> new User(order.getUserId(), order.getUserName()))
            .collect(Collectors.toList());
    return users;
}

这段代码我没有加注释，但只要有过一点经验的程序员，都能很快明白它是在做啥，这是因为Stream API和SQL设计类似，使用的是更加接近意图的声明式函数，看到函数名就大概明白含义了。

大概解释一下，如下：

• stream() 函数用于将集合转换为Stream流对象。
• filter() 函数过滤Stream流中的元素，传入的逻辑表达式则为过滤规则。
• sorted() 函数排序Stream流中的元素，使用传入的Comparator比较元素大小。
• limit() 函数取前x个元素，传入参数指定取的元素个数。
• map() 函数用于转换Stream中的元素为另一类型元素，可以类比于SQL从表中查询指定字段时，就好像是创建了一个包含这些字段的临时表一样。