在Java中，集合和數組是我們經常會用到的數據結構，需要經常對他們做增、刪、改、查、聚合、統計、過濾等操作。相比之下，關係型數據庫中也同樣有這些操作，但是在Java 8之前，集合和數組的處理並不是很便捷。
不過，這一問題在Java 8中得到了改善，Java 8 API添加了一個新的抽象稱爲流Stream，可以讓你以一種聲明的方式處理數據。本文就來介紹下如何使用Stream。特別說明一下，關於Stream的性能及原理不是本文的重點，如果大家感興趣後面會出文章單獨介紹。
Stream介紹
Stream 使用一種類似用 SQL 語句從數據庫查詢數據的直觀方式來提供一種對 Java 集合運算和表達的高階抽象。
Stream API可以極大提高Java程序員的生產力，讓程序員寫出高效率、乾淨、簡潔的代碼。
這種風格將要處理的元素集合看作一種流，流在管道中傳輸，並且可以在管道的節點上進行處理，比如篩選，排序，聚合等。
Stream有以下特性及優點：
1、無存儲。Stream不是一種數據結構，它只是某種數據源的一個視圖，數據源可以是一個數組，Java容器或I/O channel等。
2、爲函數式編程而生。對Stream的任何修改都不會修改背後的數據源，比如對Stream執行過濾操作並不會刪除被過濾的元素，而是會產生一個不包含被過濾元素的新Stream。
3、惰式執行。Stream上的操作並不會立即執行，只有等到用戶真正需要結果的時候纔會執行。
4、可消費性。Stream只能被“消費”一次，一旦遍歷過就會失效，就像容器的迭代器那樣，想要再次遍歷必須重新生成。
我們舉一個例子，來看一下到底Stream可以做什麼事情：
上面的例子中，獲取一些帶顏色塑料球作爲數據源，首先過濾掉紅色的、把它們融化成隨機的三角形。再過濾器並刪除小的三角形。最後計算出剩餘圖形的周長。
如上圖，對於流的處理，主要有三種關鍵性操作：分別是流的創建、中間操作（intermediate operation）以及最終操作(terminal operation)。
Stream的創建
在Java 8中，可以有多種方法來創建流。
1、通過已有的集合來創建流
在Java 8中，除了增加了很多Stream相關的類以外，還對集合類自身做了增強，在其中增加了stream方法，可以將一個集合類轉換成流。
List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis", "Hello", "HelloWorld", "Hollis");
Stream<String> stream = strings.stream();
以上，通過一個已有的List創建一個流。除此以外，還有一個parallelStream方法，可以爲集合創建一個並行流。
這種通過集合創建出一個Stream的方式也是比較常用的一種方式。
2、通過Stream創建流
可以使用Stream類提供的方法，直接返回一個由指定元素組成的流。
Stream<String> stream = Stream.of("Hollis", "HollisChuang", "hollis", "Hello", "HelloWorld", "Hollis");
如以上代碼，直接通過of方法，創建並返回一個Stream。
Stream中間操作
Stream有很多中間操作，多箇中間操作可以連接起來形成一個流水線，每一箇中間操作就像流水線上的一個工人，每人工人都可以對流進行加工，加工後得到的結果還是一個流。
以下是常用的中間操作列表:
filter
filter 方法用於通過設置的條件過濾出元素。以下代碼片段使用 filter 方法過濾掉空字符串：
List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "", "HollisChuang", "H", "hollis");
strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).forEach(System.out::println);
//Hollis, , HollisChuang, H, hollis
map
map 方法用於映射每個元素到對應的結果，以下代碼片段使用 map 輸出了元素對應的平方數：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
numbers.stream().map( i -> i*i).forEach(System.out::println);
//9,4,4,9,49,9,25
limit/skip
limit 返回 Stream 的前面 n 個元素；skip 則是扔掉前 n 個元素。以下代碼片段使用 limit 方法保理4個元素：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
numbers.stream().limit(4).forEach(System.out::println);
//3,2,2,3
sorted
sorted 方法用於對流進行排序。以下代碼片段使用 sorted 方法進行排序：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
numbers.stream().sorted().forEach(System.out::println);
//2,2,3,3,3,5,7
distinct
distinct主要用來去重，以下代碼片段使用 distinct 對元素進行去重：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
numbers.stream().distinct().forEach(System.out::println);
//3,2,7,5
接下來我們通過一個例子和一張圖，來演示下，當一個Stream先後通過filter、map、sort、limit以及distinct處理後會發生什麼。
代碼如下：
List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis", "Hello", "HelloWorld", "Hollis");
Stream s = strings.stream().filter(string -> string.length()<= 6).map(String::length).sorted().limit(3)
.distinct();
過程及每一步得到的結果如下圖：
Stream最終操作
Stream的中間操作得到的結果還是一個Stream，那麼如何把一個Stream轉換成我們需要的類型呢？比如計算出流中元素的個數、將流裝換成集合等。這就需要最終操作（terminal operation）
最終操作會消耗流，產生一個最終結果。也就是說，在最終操作之後，不能再次使用流，也不能在使用任何中間操作，否則將拋出異常：
java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
俗話說，“你永遠不會兩次踏入同一條河”也正是這個意思。
常用的最終操作如下圖：
forEach
Stream 提供了方法 ‘forEach’ 來迭代流中的每個數據。以下代碼片段使用 forEach 輸出了10個隨機數：
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
count
count用來統計流中的元素個數。
List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis","Hollis666", "Hello", "HelloWorld", "Hollis");
System.out.println(strings.stream().count());
//7
collect
collect就是一個歸約操作，可以接受各種做法作爲參數，將流中的元素累積成一個彙總結果：
List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis","Hollis666", "Hello", "HelloWorld", "Hollis");
strings = strings.stream().filter(string -> string.startsWith("Hollis")).collect(Collectors.toList());
System.out.println(strings);
//Hollis, HollisChuang, Hollis666, Hollis
接下來，我們還是使用一張圖，來演示下，前文的例子中，當一個Stream先後通過filter、map、sort、limit以及distinct處理後會，在分別使用不同的最終操作可以得到怎樣的結果：
下圖，展示了文中介紹的所有操作的位置、輸入、輸出以及使用一個案例展示了其結果。
總結
本文介紹了Java 8中的Stream 的用途，優點等。還接受了Stream的幾種用法，分別是Stream創建、中間操作和最終操作。
Stream的創建有兩種方式，分別是通過集合類的stream方法、通過Stream的of方法。
Stream的中間操作可以用來處理Stream，中間操作的輸入和輸出都是Stream，中間操作可以是過濾、轉換、排序等。
Stream的最終操作可以將Stream轉成其他形式，如計算出流中元素的個數、將流裝換成集合、以及元素的遍歷等。