Java Spliterator|极客笔记

Java Spliterator

在 Java 中，Spliterator 是 Java 8 中引入的一个新接口，用于对一个集合进行分割和迭代。Spliterator 可以替代 Iterator 接口，提供了更好的性能和并行处理的能力。

什么是 Spliterator

Spliterator 是 java.util 包中的一个接口，它的全名是 java.util.Spliterator。Spliterator 的作用是将一个可分割的元素序列（如一个集合）分割成多个部分（Splits），并可以迭代这些部分。与 Iterator 接口不同的是，Spliterator 接口支持并行处理，可以在多个线程中操作不同的部分，提高处理效率。

Spliterator 接口定义如下：

public interface Spliterator<T> {
    boolean tryAdvance(Consumer<? super T> action);
    Spliterator<T> trySplit();
    long estimateSize();
    int characteristics();
}

tryAdvance 方法尝试移动到下一个元素，如果存在下一个元素，则将该元素传递给指定的 Consumer。如果没有下一个元素，则返回 false，表示遍历结束。
trySplit 方法尝试将当前 Spliterator 分割成两个部分，将其中的一部分返回，并保留另一部分。如果成功分割，则返回新的 Spliterator，否则返回 null。
estimateSize 方法估计剩余的元素数量，是一个近似值。
characteristics 方法返回 Spliterator 的特性，一个或多个 Spliterator 特性的组合，通过 OR 运算得到。

Spliterator 特性

Spliterator 接口定义了一系列的特性，用来描述 Spliterator 的某些行为和能力。这些特性可以通过 characteristics 方法获取。

常见的 Spliterator 特性有：

SIZED：Spliterator 有确定的大小。
SUBSIZED：Spliterator 元素的大小可通过 estimateSize 方法获取。
SORTED：Spliterator 是已排序的。
DISTINCT：Spliterator 中的元素是不同的。
ORDERED：Spliterator 中的元素有固定的顺序。
NONNULL：Spliterator 中的元素不为空。
IMMUTABLE：Spliterator 是不可变的，无法更改。
CONCURRENT：Spliterator 支持并发修改，不会抛出 ConcurrentModificationException。

使用 Spliterator

使用 Spliterator 可以对集合进行分割和并行处理，下面是一个简单的示例，展示如何使用 Spliterator 遍历一个列表并计算元素的总和：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Spliterator;

public class SpliteratorExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(4);
        numbers.add(5);

        Spliterator<Integer> spliterator = numbers.spliterator();

        long sum = 0;
        while (spliterator.tryAdvance((num) -> sum += num)) {
            // 计算总和
        }

        System.out.println("Sum of numbers: " + sum);
    }
}

在上面的示例中，我们首先创建了一个包含整数的列表，然后通过 spliterator() 方法获取了列表的 Spliterator 对象。接着使用 tryAdvance 方法遍历列表中的元素，并计算它们的总和。

运行上面的示例，输出为：

Sum of numbers: 15

Spliterator 并行处理

Spliterator 还提供了并行处理的能力，可以通过 trySplit 方法将一个 Spliterator 拆分成多个部分，并利用多线程并行处理这些部分。

下面示例演示了如何使用 parallelStream 方法和 Spliterator 实现对列表中所有元素求和的并行处理：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ParallelSpliteratorExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
            numbers.add(i);
        }

        long sum = numbers.parallelStream()
                          .mapToLong(i -> i)
                          .sum();

        System.out.println("Sum of numbers: " + sum);
    }
}

在上面的示例中，我们创建了一个包含 1 到 1000 的整数的列表，并使用 parallelStream 方法将列表转换为并行流，然后使用 mapToLong 方法将整数映射为长整型，并使用 sum 方法求和。