Java 8 - Fluxos

Stream é uma nova camada abstrata introduzida no Java 8. Usando o stream, é possível processar dados de maneira declarativa semelhante às instruções SQL. Por exemplo, considere a seguinte instrução SQL.

SELECT max(salary), employee_id, employee_name FROM Employee

A expressão SQL acima retorna automaticamente os detalhes do funcionário assalariado máximo, sem fazer nenhum cálculo no final do desenvolvedor. Usando a estrutura de coleções em Java, um desenvolvedor precisa usar loops e fazer verificações repetidas. Outra preocupação é a eficiência; Como os processadores com vários núcleos estão disponíveis com facilidade, um desenvolvedor Java precisa escrever um processamento de código paralelo que pode ser bastante propenso a erros.

Para resolver esses problemas, o Java 8 introduziu o conceito de fluxo que permite ao desenvolvedor processar dados declarativamente e alavancar a arquitetura multicore, sem a necessidade de escrever nenhum código específico para ele.

O que é o Stream?

O fluxo representa uma sequência de objetos de uma fonte, que suporta operações agregadas. A seguir, estão as características de um fluxo -

  • Sequência de elementos - Um fluxo fornece um conjunto de elementos de tipo específico de maneira seqüencial. Um fluxo obtém / calcula elementos sob demanda. Nunca armazena os elementos.

  • Origem - O fluxo utiliza recursos de coleções, matrizes ou E / S como fonte de entrada.

  • Operações agregadas - O Stream suporta operações agregadas como filtro, mapa, limite, redução, localização, correspondência e assim por diante.

  • Pipelining - a maioria das operações de fluxo retorna o fluxo propriamente dito para que seu resultado possa ser pipelined. Essas operações são chamadas de operações intermediárias e sua função é receber entradas, processá-las e retornar a saída ao destino. O método collect () é uma operação terminal que normalmente está presente no final da operação de tubulação para marcar o final do fluxo.

  • Iterações automáticas - As operações de fluxo executam as iterações internamente sobre os elementos de origem fornecidos, em contraste com as Coleções, nas quais é necessária uma iteração explícita.

Gerando fluxos

Com o Java 8, a interface Collection possui dois métodos para gerar um Stream.

  • stream () - Retorna um fluxo seqüencial considerando a coleção como sua origem.

  • parallelStream () - Retorna um fluxo paralelo, considerando a coleção como sua origem.

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

para cada

O fluxo forneceu um novo método 'forEach' para iterar cada elemento do fluxo. O seguinte segmento de código mostra como imprimir 10 números aleatórios usando forEach.

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

mapa

O método 'map' é usado para mapear cada elemento para o resultado correspondente. O seguinte segmento de código imprime quadrados únicos de números usando o mapa.

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);

//get list of unique squares
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());

filtro

O método 'filter' é usado para eliminar elementos com base em um critério. O seguinte segmento de código imprime uma contagem de cadeias vazias usando o filtro.

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");

//get count of empty string
int count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

limite

O método 'limit' é usado para reduzir o tamanho do fluxo. O seguinte segmento de código mostra como imprimir 10 números aleatórios usando o limite.

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

ordenado

O método 'classificado' é usado para classificar o fluxo. O seguinte segmento de código mostra como imprimir 10 números aleatórios em uma ordem classificada.

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);

Processamento paralelo

parallelStream é a alternativa de fluxo para processamento paralelo. Dê uma olhada no seguinte segmento de código que imprime uma contagem de seqüências de caracteres vazias usando parallelStream.

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");

//get count of empty string
long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

É muito fácil alternar entre fluxos sequenciais e paralelos.

Colecionadores

Os coletores são usados para combinar o resultado do processamento nos elementos de um fluxo. Coletores podem ser usados para retornar uma lista ou uma string.

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

System.out.println("Filtered List: " + filtered);
String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("Merged String: " + mergedString);

Estatisticas

Com o Java 8, os coletores de estatísticas são introduzidos para calcular todas as estatísticas quando o processamento do fluxo está sendo feito.

List numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);

IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();

System.out.println("Highest number in List : " + stats.getMax());
System.out.println("Lowest number in List : " + stats.getMin());
System.out.println("Sum of all numbers : " + stats.getSum());
System.out.println("Average of all numbers : " + stats.getAverage());

Exemplo de Stream

Crie o seguinte programa Java usando qualquer editor de sua escolha em, digamos, C: \> JAVA.

Java8Tester.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.IntSummaryStatistics;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.Map;

public class Java8Tester {

   public static void main(String args[]) {
      System.out.println("Using Java 7: ");
		
      // Count empty strings
      List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
      System.out.println("List: " +strings);
      long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings);
		
      System.out.println("Empty Strings: " + count);
      count = getCountLength3UsingJava7(strings);
		
      System.out.println("Strings of length 3: " + count);
		
      //Eliminate empty string
      List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings);
      System.out.println("Filtered List: " + filtered);
		
      //Eliminate empty string and join using comma.
      String mergedString = getMergedStringUsingJava7(strings,", ");
      System.out.println("Merged String: " + mergedString);
      List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
		
      //get list of square of distinct numbers
      List<Integer> squaresList = getSquares(numbers);
      System.out.println("Squares List: " + squaresList);
      List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19);
		
      System.out.println("List: " +integers);
      System.out.println("Highest number in List : " + getMax(integers));
      System.out.println("Lowest number in List : " + getMin(integers));
      System.out.println("Sum of all numbers : " + getSum(integers));
      System.out.println("Average of all numbers : " + getAverage(integers));
      System.out.println("Random Numbers: ");
		
      //print ten random numbers
      Random random = new Random();
		
      for(int i = 0; i < 10; i++) {
         System.out.println(random.nextInt());
      }
		
      System.out.println("Using Java 8: ");
      System.out.println("List: " +strings);
		
      count = strings.stream().filter(string->string.isEmpty()).count();
      System.out.println("Empty Strings: " + count);
		
      count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count();
      System.out.println("Strings of length 3: " + count);
		
      filtered = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
      System.out.println("Filtered List: " + filtered);
		
      mergedString = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
      System.out.println("Merged String: " + mergedString);
		
      squaresList = numbers.stream().map( i ->i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
      System.out.println("Squares List: " + squaresList);
      System.out.println("List: " +integers);
		
      IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) ->x).summaryStatistics();
		
      System.out.println("Highest number in List : " + stats.getMax());
      System.out.println("Lowest number in List : " + stats.getMin());
      System.out.println("Sum of all numbers : " + stats.getSum());
      System.out.println("Average of all numbers : " + stats.getAverage());
      System.out.println("Random Numbers: ");
		
      random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
		
      //parallel processing
      count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
      System.out.println("Empty Strings: " + count);
   }
	
   private static int getCountEmptyStringUsingJava7(List<String> strings) {
      int count = 0;

      for(String string: strings) {
		
         if(string.isEmpty()) {
            count++;
         }
      }
      return count;
   }
	
   private static int getCountLength3UsingJava7(List<String> strings) {
      int count = 0;
		
      for(String string: strings) {
		
         if(string.length() == 3) {
            count++;
         }
      }
      return count;
   }
	
   private static List<String> deleteEmptyStringsUsingJava7(List<String> strings) {
      List<String> filteredList = new ArrayList<String>();
		
      for(String string: strings) {
		
         if(!string.isEmpty()) {
             filteredList.add(string);
         }
      }
      return filteredList;
   }
	
   private static String getMergedStringUsingJava7(List<String> strings, String separator) {
      StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
		
      for(String string: strings) {
		
         if(!string.isEmpty()) {
            stringBuilder.append(string);
            stringBuilder.append(separator);
         }
      }
      String mergedString = stringBuilder.toString();
      return mergedString.substring(0, mergedString.length()-2);
   }
	
   private static List<Integer> getSquares(List<Integer> numbers) {
      List<Integer> squaresList = new ArrayList<Integer>();
		
      for(Integer number: numbers) {
         Integer square = new Integer(number.intValue() * number.intValue());
			
         if(!squaresList.contains(square)) {
            squaresList.add(square);
         }
      }
      return squaresList;
   }
	
   private static int getMax(List<Integer> numbers) {
      int max = numbers.get(0);
		
      for(int i = 1;i < numbers.size();i++) {
		
         Integer number = numbers.get(i);
			
         if(number.intValue() > max) {
            max = number.intValue();
         }
      }
      return max;
   }
	
   private static int getMin(List<Integer> numbers) {
      int min = numbers.get(0);
		
      for(int i= 1;i < numbers.size();i++) {
         Integer number = numbers.get(i);
		
         if(number.intValue() < min) {
            min = number.intValue();
         }
      }
      return min;
   }
	
   private static int getSum(List numbers) {
      int sum = (int)(numbers.get(0));
		
      for(int i = 1;i < numbers.size();i++) {
         sum += (int)numbers.get(i);
      }
      return sum;
   }
	
   private static int getAverage(List<Integer> numbers) {
      return getSum(numbers) / numbers.size();
   }
}

Verifique o resultado

Compile a classe usando o compilador javac da seguinte maneira -

C:\JAVA>javac Java8Tester.java

Agora execute o Java8Tester da seguinte maneira -

C:\JAVA>java Java8Tester

Deve produzir o seguinte resultado -

Using Java 7:
List: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
Empty Strings: 2
Strings of length 3: 3
Filtered List: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
Merged String: abc, bc, efg, abcd, jkl
Squares List: [9, 4, 49, 25]
List: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
Highest number in List : 19
Lowest number in List : 1
Sum of all numbers : 85
Average of all numbers : 9
Random Numbers:
-1279735475
903418352
-1133928044
-1571118911
628530462
18407523
-881538250
-718932165
270259229
421676854
Using Java 8:
List: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
Empty Strings: 2
Strings of length 3: 3
Filtered List: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
Merged String: abc, bc, efg, abcd, jkl
Squares List: [9, 4, 49, 25]
List: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
Highest number in List : 19
Lowest number in List : 1
Sum of all numbers : 85
Average of all numbers : 9.444444444444445
Random Numbers:
-1009474951
-551240647
-2484714
181614550
933444268
1227850416
1579250773
1627454872
1683033687
1798939493
Empty Strings: 2