Proudy (Stream) v Java 8

Tomáš Pitner, upravil Marek Šabo
tomp@fi.muni.cz

Kolekce typu Stream

  • proud (java.util.stream.Stream) je typ zavedený od Java 8
  • neplést se vstupně/výstupními proudy (java.io.InputStream/OutputStream)
  • jde jednoduše řečeno o homogenní lineární strukturu prvků, tedy obdobně jako např. seznam nebo kolekce
  • hodí se pro snadné řetězení více operací nebo tam,
  • kde se jedná o zpracování dat, která v době spuštění nemusejí dosud (nebo vůbec nikdy) celá aktuálně existovat, nýbrž jsou dle potřeby generována
  • jedná se o určitý typ "lazy collections" na rozdíl od klasických seznamů apod., které všechny prvky aktuálně obsahují (odkazují se na ně) a kde to není tak, že by se prvek objevil, až teprve ho budeme potřebovat.

Kdy proud použít?

Bez splnění aspoň jedné následující charakteristiky nemají proudy zásadnější smysl:

  • využíváme řetězení operací
  • využíváme možnost paralelizace těchto operací (hromadné provedení nad prvky proudu), což je jediná cesta, jak na moderních vícejádrových strojích zvýšit výkon
  • pomůže to pro zpřehlednění programu, jeho zhutnění

Předpoklady využití

Proudy nelze prakticky příliš využít bez současného zvládnutí funkcionálních prvků v Java 8:

  • odkazy na funkce (metody) a
  • lambda výrazy.

Reálně bude ještě delší dobu trvat, než se začnou masověji objevovat v kódu:

  • neznalost u vývojářů
  • setrvačnost v běhových prostředích (možno až od Java 8 a ta skoro nikde není nasazena)
  • nezralost API (např. výkonnostní problémy u paralelizace v cloudových, ale i jiných prostředích)

Vytvoření Stream

  • Nejčastěji a nejjednodušeji z prvků pole nebo kolekce, tzn. např.

    • List<String> names = ...; names.stream() nebo
    • String[] names = ...; Stream.of(names)

  • Proudy pro následné paralelní zpracování lehce obdobně vytvoříme pomocí např. names.parallelStream()
  • tento postup tedy nevede k vytvoření proudu, kde se prvky "vyrábějí" dle potřeby, ale kde již od počátku všechny jsou.

Příklad použití Stream

Dále lze proud použít pro řetězení operací nad jeho prvky:

List<String> names = ...
names.stream().map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println);
  1. Nejdříve vytvoří ze seznamu proud
  2. pak každý řetězec převede pomocí toUpperCase (průběžná operace)
  3. na závěr každý takto převedený řetězec vypíše (terminální/koncová operace)

Zhruba odpovídá sekvenční iteraci:

List<String> names = ...
for(String name: names) {
   System.out.println(name.toUpperCase());
}

Stream s lambda výrazy

List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
integerList.parallelStream().forEach(i -> System.out.print(i + " "));

nebo s více stupni řetězení

List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
integerList
   .parallelStream()
   .filter(i -> isOdd(i))
   .forEach(i -> System.out.print(i + " "));

Dokumentace

← →

/