喝咖啡休息#108。Java 流的 12 種常見用途，如何評估 Java 中物件的記憶體分配

使用 Java Streams 的 12 種常見方法

來源：Dev.to Java Streams API 首次出現在 Java 8 中。其目的是提供一種更緊湊的方式來對物件集合執行常見操作。此外，Java Streams API 可用於實作複雜的演算法。在本文中，我們將討論 Java Streams 的常見用例。 首先，讓我們澄清一些基礎知識：

• Stream() - 從集合中建立一個流。

• collect() - 將流收集到物件中。物件可以是集合、基元或自訂類別。

• Collectors是一個提供（許多）靜態方法來收集流的類別。

現在讓我們來看看 Streams 的一些用例：

1. 過濾

• 用於根據條件從集合中刪除值。

• 若要根據條件過濾集合元素，請使用filter()方法。僅儲存符合的元素。

範例：從清單中刪除所有奇數。

List<Integer> evenNumbers = originalList.stream()
        .filter(n -> n % 2 == 0)
        .collect(Collectors.toList());

2. 預處理

• 當集合中的每個值都需要就地更改時很有用。

• map()方法用於將函數應用於集合的每個元素並傳回計算值的新集合。

例如，讓我們將每個值轉換為其平方。

List<Integer> squares = originalList.stream()
        .map(n -> n * n)
        .collect(Collectors.toList());

3. 轉換

• 當我們想要將一個集合轉換為另一個集合時很有用。

• 有多種方法可以實現這一目標。

如上所述，我們可以使用map()和collect()方法將一個集合轉換為另一個集合。

範例 1：從清單建立地圖。

將字串列表轉換為字串和長度的映射。

Map<String, Integer> wordLengths = words.stream()
        .collect(Collectors.toMap(
                word -> word,
                word -> word.length()));

範例 2. 將清單轉換為集合。

這是刪除重複項的常見用例。此外，如果我們想要將元素放回清單中，我們可以使用兩次stream()和collect()方法。例如，讓我們將字串清單轉換為唯一字串清單：

// if we want to collect to a set
Set<String> uniqueWords = words.stream()
        .collect(Collectors.toSet());

// OR

// if we want to start and end as a list
List<String> uniqueWords = words.stream()
        .collect(Collectors.toSet()).stream().collect(Collectors.toList());

範例 3. 將產品清單轉換為其名稱清單。（展平 - 對齊）

List<String> productNames = products.stream()
        .map(product -> product.getName())
        .collect(Collectors.toList());

4. 減少

• 將 Collection 減少為單一值。

• reduce()方法用於將函數應用於集合的每個元素並傳回單一值。

請注意，由於reduce()方法傳回單一值，因此它不能用於傳回Collection。例如，我們將清單中的所有值相加：

int sum = numbers.stream()
        .reduce(0, (a, b) -> a + b);

5. 分組

• 根據給定條件對集合的元素進行分組。

• 若要依條件將 Collection 元素分組，請使用Collectors.groupingBy()方法。

例如，讓我們按類別將所有產品分組到產品清單中。

Map<String, List<Product>> productsByCategory = products.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(product -> product.getCategory()));

6. 尋找

• 搜尋與條件相符的第一個或任何 Collection 元素。

• findFirst()和findAny()方法用於搜尋。

這通常類似於線性搜尋。例如，我們正在尋找清單中的第一個單字，其長度超過5個字元。

Optional<String> firstLongWord = words.stream()
        .filter(word -> word.length() > 5)
        .findFirst();
// Note that findFirst() and findAny() methods return Optional<T> objects.

7. 排序

• 將集合的元素進行排序。

• Sorted()方法用於排序。

一般來說，Collections.sort()足以對集合進行排序。如果我們想要執行另一個操作，我們可以專門使用sorted() 。例如，讓我們按升序對數字清單進行排序，然後傳回前 k 個元素。

List<Integer> topK = numbers.stream()
        .sorted()
        .limit(k)
        .collect(Collectors.toList());

8. 分區

• 根據給定條件分隔集合的元素。

• Collectors.partitioningBy()方法用來分隔元素。

拆分與群組類似，不同之處在於它會傳回兩個集合 - 一個用於匹配條件的元素，另一個用於不匹配條件的元素。例如，讓我們將學生分為通過考試的學生和未通過考試的學生。

Map<Boolean, List<Student>> passingFailing = students
        .stream()
        .collect(Collectors.partitioningBy(s -> s.getGrade() >= PASS_THRESHOLD));

9. 計數

• 計算符合條件的元素數量。

• count()方法用於計算符合條件的元素數量。

例如，我們來統計列表中長度超過 5 個字元的單字數。

long count = words.stream()
        .filter(word -> word.length() > 5)
        .count();

10. 範圍

• 建立一系列值。

• 若要建立值範圍，請使用range()方法。

有一些特殊的類別用於創建某些類型的流 - IntStream、LongStream、DoubleStream和Stream。這些類別在處理原始數字類型時非常有用。若要將陣列轉換為流，請使用Arrays.stream()。例如，讓我們建立一個 0 到 10 之間的數字數組。

int[] numbers = IntStream.range(0, 10).toArray();

11. 匹配

• 將集合的元素與謂詞（條件）配對。

• 諸如anyMatch()、allMatch()和noneMatch()之類的方法用於將集合元素與謂詞進行匹配並傳回布林值。

例如，讓我們檢查價格高於 10 的產品。

// true when all elements match the predicate
boolean allMatch = products.stream()
        .allMatch(product -> product.getPrice() > 10);

// true when any element matches the predicate
boolean anyMatch = products.stream()
        .anyMatch(product -> product.getPrice() > 10);

// true when no elements match the predicate
boolean noneMatch = products.stream()
        .noneMatch(product -> product.getPrice() > 10);

12. 加入

• 將集合的元素連接成字串。

• 若要將集合元素連接到字串中，請使用Collectors.joining()方法。

例如，讓我們將清單中的所有單字連接成一個字串。

String joinedWords = words.stream()
        .collect(Collectors.joining(" "));

對於一般場景來說就是這樣。您也可以自行探索其他不太常見的場景：

• 並行流；
• 統計數據;
• 客製化收藏家。

線程的好處

• 更緊湊的程式碼 - 減少處理集合所需的程式碼量。

• 更少的中間變數。介入變數可能會導致錯誤發生。越少，就越容易避免意外的錯誤。

• 直觀的代碼。一些開發人員不同意線程比其他方法更直觀。然而，一旦我們習慣了它們，它們就會變得比其他方法直觀得多。

感謝您的閱讀。我希望您喜歡這篇文章。還有許多其他可以使用線程的情況，但本主題未涵蓋。請隨意添加我錯過的任何常見場景。

如何在 Java 中評估物件的記憶體分配

來源：DZone 本文展示了在 Java 中評估物件記憶體分配的三種最著名的方法。

使用 Profiler 進行記憶體評估

估計某些物件的記憶體最簡單的方法是使用分析器（例如Visual VM）直接查看 JVM 記憶體。 這種方法的問題是您需要連接到正在運行的 JVM，由於安全原因，這在生產環境中可能無法實現。

使用儀器進行記憶評估

估計給定物件分配的記憶體的另一種方法是使用 Instruments。簡單來說，我們需要建立一個類別並將其編譯成 JAR。建立 JAR 後，我們必須與該 JAR 一起執行 JVM。您可以在此處了解有關此方法的更多資訊。這裡的缺點是需要將特定的 jar 檔案添加到 JVM，由於安全或相關問題，這可能不適合生產。

使用 JOL 庫評估內存

作為另一種選擇，我們可以使用JOL Library。這是一個非常強大的函式庫，可以提供物件權重和物件實例分配的記憶體的詳細估計。要使用該庫，我們需要新增依賴項：

<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
    <artifactId>jol-core</artifactId>
    <version>0.16</version>
</dependency>

之後我們可以像這樣使用它：

out.println(GraphLayout.parseInstance(myObject).totalSize() / 1024000d + " MB")

Twitter 檔案中的 ObjectSizeCalculator

Twitter 的公共GitHub儲存庫有一個名為 ObjectSizeCalculator 的工具類，可以估計給定物件實例分配的記憶體。使用時不需要太多記憶體或時間。即使對於大型物體，評估過程也需要幾秒鐘。使用這個類別非常簡單：

ObjectSizeCalculator.getObjectSize(address)

我推薦這種方法，但請記住，它僅由 Java Hotspot、OpenJDK 和 TwitterJDK 支援。