java【parallel 并行流 & 收集器 & Stream 运行机制】

并行流

并行流,同时进行的一个多线程操作。

new Random().ints().limit(20).parallel().forEach(System.out::println);

运行程序发现程序返回的 20 条随机数的输出

验证一下 parallel,sequential 都在的时候会先处理那个

@Test
public void test05() {
		/**
		 * 实现一个先并行,在串行 parallel、sequential 一起的时候
		 * 可以得到结论是以最后一次的得到的结论为准
		 */
		new Random().ints()
				.parallel().peek(this::get1)
				.sequential().peek(this::get2)
				.count();
	}

	private void get1(int num) {

		System.out.println(String.format("【线程优先级】%s", Thread.currentThread().getPriority()));

		System.out.println(string.format("【线程名称】%s:数据%s", Thread.currentThread().getName(),num));

		try {
			TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}

	private void get2(int num) {

		System.out.println(string.format("【线程名称】%s:数据%s", Thread.currentThread().getName(),num));

		try {
			TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}

结果发现,使用的串行流,得到结论,在同时使用并行流和串行流的,以最后一个为准。

1619505591017.png

在使用并行流的时候还会发现一个问题,每次睡眠 3 秒的时候,都会同时说出 16 个数据输出。因为这里线程数和我们的 cpu 的线程数是默认一致的,我的电脑是 8 核 16 线程,所以说现在输出结果是 16 个数,大家可自行验证一下。

1619502819765.png

进行扩展,将线程数自定义,并且创建自定义线程操作,代码如下

使用 submit 数据时候出现的操作为

1619503594757.png

@Test
	public void test05() {
	
      
        /**
		 * 1.实现线程数量为8个
		 */
		System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism", "8");
	
		new Random().ints().parallel().peek(this::get1).count();
	
      
      
        /**
		 * 2.使用自己的线程池,不使用默认的,防止被阻塞操作
		 */
		ForkJoinPool pool =new ForkJoinPool(8);
		/**
		 * 直接使用lambda表达式 runable这个接口方法
		 */
		pool.submit(()->new Random()
					.ints().parallel()
					.peek(this::get1)
					.count());
		//关闭线程
		pool.shutdown();
	
	}

	private void get1(int num) {
	
		System.out.println(String.format("【线程优先级】%s", Thread.currentThread().getPriority()));
	
		System.out.println(string.format("【线程名称】%s:数据%s", Thread.currentThread().getName(),num));
	
		try {
			TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}

	private void get2(int num) {
	
		System.out.println(string.format("【线程名称】%s:数据%s", Thread.currentThread().getName(),num));
	
		try {
			TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}

1619503392945.png

收集器扩展

这边我直接以代码的形式为大家进行举例说明

public class function05 {
@Test
	public void test07() {
        //获取学生列表信息
      
        Person person =new Person();
			
		Supplier<List<Person>> supplier =  person::getpersonList;
	
		List<Person> perList = supplier.get();
      
		/**
		 * 1.得到所有的学生年龄列表
		 */
		List<Integer> list = perList.stream().map(Person::getAge).collect(Collectors.toList());
	
		System.out.println(String.format("【类型】%s+【结果】%s", list.getClass().getSimpleName(),list));
			
		//set
		Set<Integer> set = perList.stream().map(Person::getAge).collect(Collectors.toSet());
	
		System.out.println(String.format("【类型】%s+【结果】%s", set.getClass().getSimpleName(),set));
	
		//自定义返回类型
		Set<Integer> TreeSet = perList.stream().map(Person::getAge).collect(Collectors.toCollection(TreeSet::new));
	
		System.out.println(String.format("【类型】%s+【结果】%s", TreeSet.getClass().getSimpleName(),TreeSet));
	
		/**
		 * 
		 *数据汇总
		 */
		IntSummaryStatistics collect = perList.stream().collect(Collectors.summarizingInt(Person::getAge));
	
		System.out.println("【年龄汇总】"+collect);
	
		/**
		 * 根据性别分块 下面2种写法是一样的
		 */
		Map<Boolean, List<Person>> collect2 = perList.stream().collect(Collectors.partitioningBy(person->person.getSex().compareTo(sex.GIRL) ==0 ));
	
	
		perList.stream().collect(Collectors.partitioningBy(person->person.getSex() == sex.GIRL));
	
		System.out.println("【性别分块】"+collect2);
	
		/**
		 * 分组
		 */
		Map<sex, List<Person>> collect3 = perList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getSex));
	
		System.out.println("【根据性别分组】"+collect3);
	
		/**
		 * 得到根据性别分组的之后的个数
		 */
	
		Map<sex, Long> collect4 = perList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getSex,Collectors.counting()));
	
		System.out.println("【根据性别分组个数】"+collect4);
		
	}

}

enum sex{
	MALE,//男
	GIRL//女
}

class Person{

private String name;

	private sex sex;

	private Integer age;

	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public Integer getAge() {
		return age;
	}
	public void setAge(Integer age) {
		this.age = age;
	}

	public Person(String name) {
		super();
		this.name = name;
	}

	public Person() {
		super();
	}
	public sex getSex() {
		return sex;
	}

	public void setSex(sex sex) {
		this.sex = sex;
	}

	public Person(String name, com.hax.fuction.sex sex, Integer age) {
		super();
		this.name = name;
		this.sex = sex;
		this.age = age;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", sex=" + sex + ", age=" + age + "]";
	}
  
    public List<Person> getpersonList() {
	
		List<Person> perList =new ArrayList<Person>();
		perList.add(new Person("hax01",sex.MALE,18));
		perList.add(new Person("hax02",sex.MALE,28));
		perList.add(new Person("hax03",sex.MALE,38));
		perList.add(new Person("hax04",sex.GIRL,44));
		perList.add(new Person("hax05",sex.GIRL,46));
		perList.add(new Person("hax06",sex.GIRL,48));
		perList.add(new Person("hax07",sex.GIRL,38));
		perList.add(new Person("hax08",sex.GIRL,22));
		perList.add(new Person("hax09",sex.GIRL,11));
		perList.add(new Person("hax010",sex.GIRL,28));
		perList.add(new Person("hax011",sex.GIRL,58));
		perList.add(new Person("hax012",sex.GIRL,44));
	
       return perList;
	}
}

分析注意点,第一个获取学生年龄在 map 这个位置,map 里面需要传递的一个参数为 Function<? super Person,? extends R> 返回的是一个继承了 R 的一个类型

1619506750416.png

其实就是当前流的返回的类型,如果我们这里直接写 lambda 表达式应该是

List<Integer> list = perList.stream().map(person->person.getAge())
									.collect(Collectors.toList());

分析 lambda 表达式为其实就是入参为一个 person,返回的是一个 Integer 类型,而在这里我们可以通过类名的形式进行引用,其实就是对于 Person::getAge,表明上是一个提供者的形式,实际上对于

//第一个参数省略了
public Integer getAge() {
		return this.age;
}
可以写成
public Integer getAge(Person this) {
		return this.age;
}

所以我们可以直接使用 Person::getAge,已静态方法的形式进行调用操作。

在学习函数式编程的时候,一定要注意一个点,千万不能把方法引用和 lambda 表达式混为一体。

lambda 表达式可以理解成为一个区实现某个函数式接口的执行体操作,已达到自己想要实现的业务结果

方法的引用是把某一个类型方法可以转化成函数式的接口方法去调用实现,例如我以前想创建一个对象。

Person person = new  Person();
//方法引用
Supplier<person> supplier = person::new;
Person person = supplier.get();

而在 Stream 流中有很多的方法的参数是一个函数式接口,所以我们可以将一些方法装成函数式接口使用到参数中去。

上述返回的结果为

【类型】ArrayList+【结果】[18, 28, 38, 44, 46, 48, 38, 22, 11, 28, 58, 44]
【类型】HashSet+【结果】[48, 18, 38, 22, 58, 11, 28, 44, 46]
【类型】TreeSet+【结果】[11, 18, 22, 28, 38, 44, 46, 48, 58]
【年龄汇总】IntSummaryStatistics{count=12, sum=423, min=11, average=35.250000, max=58}
【性别分块】{false=[Person [name=hax01, sex=MALE, age=18], Person [name=hax02, sex=MALE, age=28], Person [name=hax03, sex=MALE, age=38]], true=[Person [name=hax04, sex=GIRL, age=44], Person [name=hax05, sex=GIRL, age=46], Person [name=hax06, sex=GIRL, age=48], Person [name=hax07, sex=GIRL, age=38], Person [name=hax08, sex=GIRL, age=22], Person [name=hax09, sex=GIRL, age=11], Person [name=hax010, sex=GIRL, age=28], Person [name=hax011, sex=GIRL, age=58], Person [name=hax012, sex=GIRL, age=44]]}
【根据性别分组】{MALE=[Person [name=hax01, sex=MALE, age=18], Person [name=hax02, sex=MALE, age=28], Person [name=hax03, sex=MALE, age=38]], GIRL=[Person [name=hax04, sex=GIRL, age=44], Person [name=hax05, sex=GIRL, age=46], Person [name=hax06, sex=GIRL, age=48], Person [name=hax07, sex=GIRL, age=38], Person [name=hax08, sex=GIRL, age=22], Person [name=hax09, sex=GIRL, age=11], Person [name=hax010, sex=GIRL, age=28], Person [name=hax011, sex=GIRL, age=58], Person [name=hax012, sex=GIRL, age=44]]}
【根据性别分组个数】{MALE=3, GIRL=9}

Stream 的运行机制

关于 Stream 的运行机制,我们通过一个案例进行分析解释

@Test
	public void test01() {
		/**
		 * 程序运行结果为
		 * 	peek-1869835084
			filter-1869835084
			peek-201835783
			filter-201835783
			为交替操作 ,素有的操作为链式操作,只迭代一次
		 */
		new Random().ints().limit(100)
		.peek(s->System.out.println("peek"+s))
		.filter(s->
				{
					System.out.println("filter"+s);
					return s> 10000;
				}
		).count();
	
		/**
		 * 使用有状态操作,会发现在有状态这个位子会停顿下来
		 * 有状态会将无状态操作阶段,单独处理
		 */
		IntStream peek = new Random().ints().limit(500)
		.peek(s->System.out.println("peek1 "+s))
		.filter(s->
				{
					System.out.println("filter"+s);
					return s> 10000;
				}
		//有状态操作
		).sorted()
		.peek(s->System.out.println("peek2 "+s));
	
		peek.count();
	
		/**
		 * 并并行状态下,有状态的得中间操作不一定能并行操作
		 * 
		 */
		new Random().ints().limit(500)
		.peek(s->System.out.println("peek1 "+s))
		.filter(s->
				{
					System.out.println("filter"+s);
					return s> 10000;
				}
		//有状态操作
		).sorted()
		.peek(s->System.out.println("peek2 "+s)).parallel().count();
	}

1619512097484.png

总结:Stream 的运行机制是一个链式的形式

1.每次中间操作都会返回一个新的流,流里面有一个属性 sourceStage 指向同一个地方 head

2.head->nextStage->nextStage->...->null

3.有状态会将无状态的单独处理*

4.并行环境下,有状态的中间操作不一定能会并行操作

5,parallel、sequetial 这 2 个操作也是中间操作,返回也是 stream.但是不创建流,只是修改 stream 的标识。

  • Java

    Java 是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言,是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的。Java 技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性。

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