java 8 stream中的Spliterator简介

java 8 stream中的Spliterator简介

简介

Spliterator是在java 8引入的一个接口,它通常和stream一起使用,用来遍历和分割序列。

只要用到stream的地方都需要Spliterator,比如List,Collection,IO channel等等。

我们先看一下Collection中stream方法的定义:

default Stream<E> stream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
    }
default Stream<E> parallelStream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), true);
    }

我们可以看到,不管是并行stream还是非并行stream,都是通过StreamSupport来构造的,并且都需要传入一个spliterator的参数。

好了,我们知道了spliterator是做什么的之后,看一下它的具体结构:

spliterator有四个必须实现的方法,我们接下来进行详细的讲解。

tryAdvance

tryAdvance就是对stream中的元素进行处理的方法,如果元素存在,则对他进行处理,并返回true,否则返回false。

如果我们不想处理stream后续的元素,则在tryAdvance中返回false即可,利用这个特征,我们可以中断stream的处理。这个例子我将会在后面的文章中讲到。

trySplit

trySplit尝试对现有的stream进行分拆,一般用在parallelStream的情况,因为在并发stream下,我们需要用多线程去处理stream的不同元素,trySplit就是对stream中元素进行分拆处理的方法。

理想情况下trySplit应该将stream拆分成数目相同的两部分才能最大提升性能。

estimateSize

estimateSize表示Spliterator中待处理的元素,在trySplit之前和之后一般是不同的,后面我们会在具体的例子中说明。

characteristics

characteristics表示这个Spliterator的特征,Spliterator有8大特征:

public static final int ORDERED    = 0x00000010;//表示元素是有序的(每一次遍历结果相同)
public static final int DISTINCT   = 0x00000001;//表示元素不重复
public static final int SORTED     = 0x00000004;//表示元素是按一定规律进行排列(有指定比较器)
public static final int SIZED      = 0x00000040;//
表示大小是固定的
public static final int NONNULL    = 0x00000100;//表示没有null元素
public static final int IMMUTABLE  = 0x00000400;//表示元素不可变
public static final int CONCURRENT = 0x00001000;//表示迭代器可以多线程操作
public static final int SUBSIZED   = 0x00004000;//表示子Spliterators都具有SIZED特性

一个Spliterator可以有多个特征,多个特征进行or运算,最后得到最终的characteristics。

举个例子

上面我们讨论了Spliterator一些关键方法,现在我们举一个具体的例子:

@AllArgsConstructor
@Data
public class CustBook {
    private String name;

}

先定义一个CustBook类,里面放一个name变量。

定义一个方法,来生成一个CustBook的list:

    public static List<CustBook> generateElements() {
        return Stream.generate(() -> new CustBook("cust book"))
                .limit(1000)
                .collect(Collectors.toList());
    }

我们定义一个call方法,在call方法中调用了tryAdvance方法,传入了我们自定义的处理方法。这里我们修改book的name,并附加额外的信息。

    public String call(Spliterator<CustBook> spliterator) {
        int current = 0;
        while (spliterator.tryAdvance(a -> a.setName("test name"
                .concat("- add new name")))) {
            current++;
        }

        return Thread.currentThread().getName() + ":" + current;
    }

最后,写一下测试方法:

    @Test
    public void useTrySplit(){
        Spliterator<CustBook> split1 = SpliteratorUsage.generateElements().spliterator();
        Spliterator<CustBook> split2 = split1.trySplit();

        log.info("before tryAdvance: {}",split1.estimateSize());
        log.info("Characteristics {}",split1.characteristics());
        log.info(call(split1));
        log.info(call(split2));
        log.info("after tryAdvance {}",split1.estimateSize());
    }

运行的结果如下:

23:10:08.852 [main] INFO com.flydean.SpliteratorUsage - before tryAdvance: 500
23:10:08.857 [main] INFO com.flydean.SpliteratorUsage - Characteristics 16464
23:10:08.858 [main] INFO com.flydean.SpliteratorUsage - main:500
23:10:08.858 [main] INFO com.flydean.SpliteratorUsage - main:500
23:10:08.858 [main] INFO com.flydean.SpliteratorUsage - after tryAdvance 0

List总共有1000条数据,调用一次trySplit之后,将List分成了两部分,每部分500条数据。

注意,在tryAdvance调用之后,estimateSize变为0,表示所有的元素都已经被处理完毕。

再看一下这个Characteristics=16464,转换为16进制:Ox4050 = ORDERED or SIZED or SUBSIZED 这三个的或运算。

这也是ArrayList的基本特征。

总结

本文介绍了跟stream息息相关的接口Spliterator,讨论了它的构成,并举例说明,希望大家能够掌握。

本文的例子https://github.com/ddean2009/learn-java-streams/tree/master/Spliterator

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