使用 Stream.sum() 多次消费流

Question

流只能被操作（调用中间或终端流操作）一次。

我明白了这个想法，但是为什么找到流的总和不会消耗它呢？我可以运行下面的代码，没有任何异常。

double totalPrice = stream.mapToDouble(product -> product.price).sum();
List<Product> products = stream.map(this::convert).collect(Collectors.toList());

为什么sum不是终端运营商？它与将流元素收集到列表中有何不同？

Answer 1

文档

未指定流是否可以被消费一次或多次。文档说“应该操作......仅一次”，而不是“必须”或“可以”。

这取决于流的底层实现和来源。因此，对于流来说，多次执行它的能力通常是未定义的。

实施

您也许能够找到一个可以使用两次或多次的流，特别是对于自定义实现或预防检测实施成本可能太高的实现。

但同样，文档不支持它。它可能是当前的实现，但这可以在任何 Java 版本中随时更改。它可能会抛出异常，可能会导致错误行为，但未指定。

这是一个小例子，它使用sum()抛出异常，因为它有这样的检测（JDK 11）：

Stream<Integer> stream = List.of(1, 2, 3, 4).stream();

int first = stream
    .mapToInt(i -> i)
    .sum();

int second = stream
    .mapToInt(i -> i)
    .sum();

// throws IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed

结论

正如文档所暗示的，其目的绝对是不要多次使用流。因此，即使某种实现可能可行，也要避免它。

为什么？

您可能会问自己为什么Stream不支持多次迭代。毕竟，像ArrayList这样的集合没有任何问题，而且这似乎是一个常见的用例。

流的范围比集合大得多。在典型集合上创建的流可能很容易支持多次迭代。但是与文件或网络连接等资源绑定的流，例如返回的流则Files.lines(...)不能。对于文件来说，这样的功能将占用大量资源且成本高昂，甚至可能不支持其他功能，例如随后可能会关闭的网络连接。

更进一步，您可以轻松创建一个生成随机数的无限流：

Stream<Double> stream = Stream.generate(Math::random);

虽然它可以轻松支持多种用途，但再次迭代时不可能再次生成相同的序列。

另一个例子，一个消耗资源而不恢复它们的流：

Queue<Integer> queue = ...
Stream<Integer> stream = Stream.generate(queue::poll);

该流将从队列中删除元素。使用流后它们就消失了。流的另一次迭代将无法再获取死亡对象。