Thread.sleep 在 Stream 處理中沒有影響嗎？

Question

以下程序來自 Jeanne Boyarsky 和 Scott Selikoff 的 OCP 學習指南：

import java.util.*;

class WhaleDataCalculator {
    public int processRecord(int input) {
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            // Handle interrupted exception
        }
        return input + 1;
    }

    public void processAllData(List<Integer> data) {
        data.stream().map(a -> processRecord(a)).count();
    }

    public static void main(String[] args) {
        WhaleDataCalculator calculator = new WhaleDataCalculator();
        // Define the data
        List<Integer> data = new ArrayList<Integer>();
        for (int i = 0; i < 4000; i++)
            data.add(i);
        // Process the data
        long start = System.currentTimeMillis();
        calculator.processAllData(data);
        double time = (System.currentTimeMillis() - start) / 1000.0;
        // Report results
        System.out.println("\nTasks completed in: " + time + " seconds");
    }
}

作者聲稱

假設有 4,000 條記錄，每條記錄需要 10 毫秒來處理，通過使用串行 stream()，結果將需要大約 40 秒才能完成此任務。

但是，當我在我的系統中運行它時，每次運行需要 0.006 秒到 0.009 秒。

差異在哪里？

Answer 1

這是因為使用了count ，它在后來的 Java 版本中執行了一個技巧。

由於您只對元素的數量感興趣，因此count將嘗試直接從源中獲取大小，並將跳過大多數其他操作。 這是可能的，因為您只是在做一個map而不是，例如，一個filter ，所以元素的數量不會改變。

如果添加peek(System.out::println) ，您也不會看到 output。

如果您調用forEach而不是count ，運行代碼可能需要 40 秒。

Answer 2

.map(a -> processRecord(a))的調用根本沒有運行，原因是你運行這個程序的 JDK 版本超過 1.8。

為了便於理解，我們舉這個例子：

long number = Stream.of("x", "x", "x").map(e -> {
            System.out.println("Hello");
            return e;
        }).count();
        
        System.out.println(number);

嘗試使用 JDK 1.8 運行它，然后使用 JDK 11 運行它。

在java 8中， count()作為一個終端操作，所有的中間操作（這里是map方法）都會被執行，map操作會被執行並打印hello消息。 你會得到這個 output：

Hello
Hello
Hello
3

在大於1.8的Java版本中，這里以11為例， Java可以直接確定stream的元素個數，如果沒有中間操作可以改變stream的元素個數（例子：filter()），沒有會執行中間方法，只執行count方法，所以你不會看到任何hello消息，但是會計算這個stream的元素個數，你可以使用它。 您的 output 將是這樣的：

3

如果你想在 Java 大於 1.8 的版本中看到 hello 消息，你應該在你的 stream 管道中添加一個中間操作，它可以改變 stream 的元素數量，讓我們將過濾器方法添加到管道中並查看 output on java 11：

long number = Stream.of("x", "x", "x").map(e -> {
            System.out.println("Hello");
            return e;
        }).filter(element-> element.equals("x")).count();
        
        System.out.println(number);

這里是 output：

Hello
Hello
Hello
3

Answer 3

由於 Java 9 操作count()已經優化，因此如果在 stream 的初始化期間（當管道的各個階段被鏈接時）結果表明沒有可以更改 stream 源中元素數量的操作允許評估它包含的元素數量，然后count()不會觸發管道的執行，而是詢問源“你有多少這些人？” 並立即返回值。

這是文檔中的引述：

API 備注：

如果實現能夠直接從 stream 源計算計數，則它可以選擇不執行 stream 管道（順序或並行）。 在這種情況下，不會遍歷任何源元素，也不會評估任何中間操作。 具有副作用的行為參數，除了調試等無害情況外，強烈建議不要使用，可能會受到影響。例如，考慮以下 stream：

 List<String> l = Arrays.asList("A", "B", "C", "D"); long count = l.stream().peek(System.out::println).count();

stream 源List涵蓋的元素數量是已知的，中間操作peek不會從 stream 中注入或移除元素（對於flatMap或filter操作可能就是這種情況）。 因此count是List的大小，不需要執行管道，作為副作用，打印出列表元素。

順便說一下，除了這個測試背后的技巧之外，這個案例不需要使用 Stream API。因為count()返回的值被忽略了，所有需要做的就是對每個元素產生副作用列表，然后可以使用Iterable.forEach()代替：

public void processAllData(List<Integer> data) {
    data.forEach(a -> processRecord(a));
}