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我有一篇Java Stream使用手册，学了就是你的了！

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我有一篇Java Stream使用手册，学了就是你的了！

原创：扣钉日记（微信公众号ID：codelogs），欢迎分享，非公众号转载保留此声明。

简介

日常编程工作中，Java集合会经常被使用到，且经常需要对集合做一些类似过滤、排序、对象转换之类的操作。

为了简化这类操作，Java8添加了一套新的Stream API，使用方式就像写SQL一样，大大简化了这类处理的实现代码量与可读性。

基础Stream函数

比如，我们要查询双11期间交易额最大的10笔订单的用户信息，用SQL实现的话，大致如下：

select user_id, user_name 
from order 
where pay_time >= '2022-11-01' and pay_time < '2022-12-01' 
order by goods_amount desc 
limit 10;

这种处理逻辑，不用Stream API，实现代码大致如下：

public static List<User> getTop10Users() throws ParseException {
    List<Order> orders = getOrders();

    // 过滤出双11订单
    List<Order> filteredOrders = new ArrayList<>();
    long begin = DateUtils.parseDate("2022-11-01", "yyyy-MM-dd").getTime();
    long end = DateUtils.parseDate("2022-12-01", "yyyy-MM-dd").getTime();
    for (Order order : orders) {
        if(order.getPayTime().getTime() >= begin && order.getPayTime().getTime() < end) {
            filteredOrders.add(order);
        }
    }

    // 按订单金额倒序排序
    filteredOrders.sort(Comparator.comparing(Order::getGoodsAmount).reversed());

    // 取前10名订单，组装出用户信息
    List<User> users = new ArrayList<>();
    Iterator<Order> it = filteredOrders.iterator();
    for (int i = 0; i < 10 && it.hasNext(); i++) {
        Order order = it.next();
        users.add(new User(order.getUserId(), order.getUserName()));
    }
    return users;
}

上面代码与SQL的逻辑是一样的，但可以发现，上面代码的可理解性比SQL差很多，原因是SQL使用的是含义更加接近意图的声明式语法，而上述代码如果没有很好的注释的话，则需要你的大脑像CPU一样，将各种指令执行一遍才明白大概意图。

那我们再用Stream API实现一下这个函数看看，如下：

public static List<User> getTop10Users() throws ParseException {
    List<Order> orders = getOrders();
    long begin = DateUtils.parseDate("2022-11-01", "yyyy-MM-dd").getTime();
    long end = DateUtils.parseDate("2022-12-01", "yyyy-MM-dd").getTime();
    List<User> users = orders.stream()
            .filter(order -> order.getPayTime().getTime() >= begin && order.getPayTime().getTime() < end)
            .sorted(Comparator.comparing(Order::getGoodsAmount).reversed())
            .limit(10)
            .map(order -> new User(order.getUserId(), order.getUserName()))
            .collect(Collectors.toList());
    return users;
}

这段代码我没有加注释，但只要有过一点经验的程序员，都能很快明白它是在做啥，这是因为Stream API和SQL设计类似，使用的是更加接近意图的声明式函数，看到函数名就大概明白含义了。

大概解释一下，如下：

  • stream()函数用于将集合转换为Stream流对象。
  • filter()函数过滤Stream流中的元素，传入的逻辑表达式则为过滤规则。
  • sorted()函数排序Stream流中的元素，使用传入的Comparator比较元素大小。
  • limit()函数取前x个元素，传入参数指定取的元素个数。
  • map()函数用于转换Stream中的元素为另一类型元素，可以类比于SQL从表中查询指定字段时，就好像是创建了一个包含这些字段的临时表一样。

Stream里面的函数大多很简单，就不逐一介绍了，如下：

函数 用途 类比SQL
map 转换Stream中的元素为另一类型元素 select x,y,z
filter 过滤Stream中元素 where
sorted 排序Stream中元素 order by
limit 取前x个元素 limit
distinct 去重Stream中元素 distinct
count 计数 count(*)
min 计算最小值 min(x)
max 计算最大值 max(x)
forEach 消费Stream中的每个元素 –
toArray 转换为数组 –
findFirst 获取第1个元素 –
findAny 获取任一个元素，与findFirst区别是findAny可能是数据拆分后多线程处理的，返回值可能不稳定 –
allMatch Stream中元素全部匹配判定表达式 –
anyMatch Stream中元素任一匹配判定表达式 –
noneMatch Stream中元素全部不匹配判定表达式 –
peek 检查经过Stream的每个元素，但并不消费元素，一般用于调试目的 –

这些是Stream比较基础的用法，下面看看一些更高级的用法吧！

reduce函数

可以看到Stream提供了min、max操作，但并没有提供sum、avg这样的操作，如果要实现sum、avg操作，就可以使用reduce(迭代)函数来实现，reduce函数有3个，如下：

下面以订单金额的sum汇总操作为示例，如下：

带初始值与累加器的reduce函数

T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);

汇总示例：

List<Order> orders = getOrders();
BigDecimal sum = orders.stream()
        .map(Order::getGoodsAmount)
        .reduce(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add);

其中，reduce函数的identity参数BigDecimal.ZERO相当于是初始值，而accumulator参数BigDecimal::add是一个累加器，将Stream中的金额一个个累加起来。

reduce函数的执行逻辑大致如下：
我有一篇Java Stream使用手册，学了就是你的了！

无初始值的reduce函数

Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator);

汇总示例：

List<Order> orders = getOrders();
BigDecimal sum = orders.stream()
        .map(Order::getGoodsAmount)
        .reduce(BigDecimal::add)
        .orElse(BigDecimal.ZERO);

第2个reduce函数不传入初始值，只有累加器函数，返回Optional，因此当Stream中没有元素时，它返回的Optional没有值，这种情况我使用Optional.orElse函数给了一个默认值BigDecimal.ZERO。

带初始值、累加器、合并器的reduce函数

<U> U reduce(U identity,
                 BiFunction<U, ? super T, U> accumulator,
                 BinaryOperator<U> combiner);

汇总示例：

List<Order> orders = getOrders();
BigDecimal sum = orders.stream()
        .reduce(BigDecimal.ZERO, (s, o) -> s.add(o.getGoodsAmount()), BigDecimal::add);

这个reduce函数的累加器和前面的不一样，前面的累加器的迭代元素与汇总结果都是BigDecimal，而这个累加器的迭代元素是Order类型，汇总结果是BigDecimal类型，它们可以不一样。

另外，这个reduce函数还提供了一个合并器，它是做什么用的？

其实合并器用于并行流场景，当使用多个线程处理数据时，数据拆分给多个线程后，每个线程使用累加器计算出自己的汇总值，然后使用合并器将各个线程的汇总值再次汇总，从而计算出最后结果，执行过程如下图：
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使用reduce实现avg

reduce可以实现avg，但稍微有点繁琐，如下：

@Data
private static class SumCount {
    private BigDecimal sum = BigDecimal.ZERO;
    private Integer count = 0;

    /**
     * 累加函数
     * @param val
     * @return
     */
    public SumCount accumulate(BigDecimal val) {
        this.sum = this.sum.add(val);
        this.count++;
        return this;
    }

    /**
     * 合并函数
     * @param sumCount
     * @return
     */
    public SumCount merge(SumCount sumCount) {
        SumCount sumCountNew = new SumCount();
        sumCountNew.setSum(this.sum.add(sumCount.sum));
        sumCountNew.setCount(this.count + sumCount.count);
        return sumCountNew;
    }
    
    public Optional<BigDecimal> calAvg(int scale, int roundingMode) {
        if (count == 0) {
            return Optional.empty();
        }
        return Optional.of(this.sum.divide(BigDecimal.valueOf(count), scale, roundingMode));
    }
}

List<Order> orders = getOrders();
Optional<BigDecimal> avg = orders.stream()
        .map(Order::getGoodsAmount)
        .reduce(new SumCount(), SumCount::accumulate, SumCount::merge)
        .calAvg(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);

如上，由于avg是由汇总值除以数量计算出来的，所以需要定义一个SumCount类来记录汇总值与数量，并实现它的累加器与合并器函数即可。

可以发现，使用reduce函数实现avg功能，还是有点麻烦的，而且代码可读性不强，大脑需要绕一下才知道是在求平均数，而collect函数就可以很方便的解决这个问题。

collect函数

Stream API提供了一个collect(收集)函数，用来处理一些比较复杂的使用场景，它传入一个收集器Collector用来收集流中的元素，并做特定的处理(如汇总)，Collector定义如下：

public interface Collector<T, A, R> {
    Supplier<A> supplier();

    BiConsumer<A, T> accumulator();

    BinaryOperator<A> combiner();

    Function<A, R> finisher();

    Set<Characteristics> characteristics();
}

其实，收集器与reduce是比较类似的，只是比reduce更加灵活了，如下：

  • supplier: 初始汇总值提供器，类似reduce中的identity，只是这个初始值是函数提供的。
  • accumulator：累加器，将值累加到收集器中，类似reduce中的accumulator。
  • combiner：合并器，用于并行流场景，类似reduce中的combiner。
  • finisher：结果转换器，将汇总对象转换为最终的指定类型对象。
  • characteristics：收集器特征标识，如是否支持并发等。

那用收集器实现类似上面的avg试试！

@Data
public class AvgCollector implements Collector<BigDecimal, SumCount, Optional<BigDecimal>> {
    private int scale;
    private int roundingMode;

    public AvgCollector(int scale, int roundingMode) {
        this.scale = scale;
        this.roundingMode = roundingMode;
    }

    @Override
    public Supplier<SumCount> supplier() {
        return SumCount::new;
    }

    @Override
    public BiConsumer<SumCount, BigDecimal> accumulator() {
        return (sumCount, bigDecimal) -> {
            sumCount.setSum(sumCount.getSum().add(bigDecimal));
            sumCount.setCount(sumCount.getCount() + 1);
        };
    }

    @Override
    public BinaryOperator<SumCount> combiner() {
        return (sumCount, otherSumCount) -> {
            SumCount sumCountNew = new SumCount();
            sumCountNew.setSum(sumCount.getSum().add(otherSumCount.getSum()));
            sumCountNew.setCount(sumCount.getCount() + otherSumCount.getCount());
            return sumCountNew;
        };
    }

    @Override
    public Function<SumCount, Optional<BigDecimal>> finisher() {
        return sumCount -> {
            if (sumCount.getCount() == 0) {
                return Optional.empty();
            }
            return Optional.of(sumCount.getSum().divide(
                    BigDecimal.valueOf(sumCount.getCount()), this.scale, this.roundingMode));
        };
    }

    @Override
    public Set<Characteristics> characteristics() {
        return Collections.unmodifiableSet(EnumSet.of(Collector.Characteristics.UNORDERED));
    }
}

如上，实现一个AvgCollector收集器，然后将这个收集器传给collect函数即可。

List<Order> orders = getOrders();
Optional<BigDecimal>> avg = orders.stream()
        .map(Order::getGoodsAmount)
        .collect(new AvgCollector(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));

整体执行过程如下：
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可以发现，其实Collector相比reduce，就是把相关操作都封装到一个收集器里面去了，这样做的好处是，可以事先定义好一些Collector，然后使用方就可以直接拿来用了。

所以，Java也为我们提供了一系列常用场景的Collector，它们放在Collectors中，如下：

收集器 用途
Collectors.toList() 将流中元素收集为List
Collectors.toSet() 将流中元素收集为Set
Collectors.toMap() 将流中元素收集为Map
Collectors.toCollection() 将流中元素收集为任意集合
Collectors.mapping() 元素类型转换
Collectors.counting() 计数
Collectors.minBy() 计算最小值
Collectors.maxBy() 计算最大值
Collectors.summingXXX() 求和
Collectors.averagingXXX() 求平均数
Collectors.reducing() 迭代操作
Collectors.groupingBy() 分组汇总
Collectors.joining() 拼接字符串
Collectors.collectingAndThen() 收集结果后，对结果再执行一次类型转换

可以发现，Java已经为我们提供了大量的收集器实现，对于绝大多数场景，我们并不需要自己去实现收集器啦！

以上函数就不一一介绍了，介绍几个典型例子，如下：

元素收集到TreeSet中

TreeSet<Order> orderSet = orders.stream()
        .collect(Collectors.toCollection(TreeSet::new));

元素收集到Map中

List<Order> orders = getOrders();
Map<Long, Order> orderMap = orders.stream()
        .collect(Collectors.toMap(Order::getOrderId, Function.identity()));

如上，Order::getOrderId函数为Map提供Key值，Function.identity()函数定义如下：
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它的作用是直接返回传给它的参数，你写成o -> o也是可以的，如果你想得到Map<order_id, goods_amount>这样的Map，那应该如下写：

List<Order> orders = getOrders();
Map<Long, BigDecimal> amountMap = orders.stream()
        .collect(Collectors.toMap(Order::getOrderId, Order::getGoodsAmount));

在知道了怎么获取Key与Value后，Collectors.toMap()收集器就知道怎么去生成Map了。

但toMap有一个容易忽略的坑，就是默认情况下，如果List生成的Key值有重复，则会抛出异常，如果你不想抛异常，可以再传入一个冲突处理函数，如下：

List<Order> orders = getOrders();
Map<Long, Order> orderMap = orders.stream()
        .collect(Collectors.toMap(Order::getOrderId, Function.identity(), (ov, v)->v));

(ov, v)->v函数含义是，当新元素Key值冲突时，ov是map中的旧值，v是新值，返回v则代表使用新值，即后面元素覆盖前面元素的值。

实现分组汇总操作

比如我们经常需要将List分组为Map<K, List<V>>的形式，可以使用groupingBy收集器，看groupingBy收集器的定义，如下：
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它需要提供两个参数，第一个参数classifier指定分类的Key回调函数，第二个参数downstream指定下游收集器，即提供每个Key对应Value的聚合收集器。

看几个例子：
按省份分组汇总订单

Map<Integer, List<Order>> groupedOrderMap = orders.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(Order::getProvince, Collectors.toList()));

其中Order::getProvince函数提供分类的Key值，Collectors.toList()提供分类后的Value聚合操作，将值聚合成List。

按省份分组汇总单量
类似如下SQL：

select province, count(*) from order group by province;

java实现如下：

Map<Integer, Long> groupedCountMap = orders.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(Order::getProvince,
                    Collectors.counting()));

按省份分组汇总金额
类似如下SQL：

select province, sum(goods_amount) from order group by province;

java实现如下：

Map<Integer, Optional<BigDecimal>> groupedAmountMap = orders.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(Order::getProvince,
                    Collectors.mapping(Order::getGoodsAmount, 
                        Collectors.reducing(BigDecimal::add))));

按省份分组汇总单号
类似如下SQL：

select province, group_concat(order_id) from order group by province;

java实现如下：

Map<Integer, String> groupedOrderIdMap = orders.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(Order::getProvince,
                Collectors.mapping(order -> order.getOrderId().toString(),
                        Collectors.joining(","))));

按省、市汇总并计算单量、金额等
类似如下SQL：

select province, city, count(*), group_concat(order_id), group_concat(goods_amount), 
        sum(goods_amount), min(goods_amount), max(goods_amount), avg(goods_amount) 
from order 
group by province, city;

java实现如下：

@NoArgsConstructor
@Data
class ProvinceCityStatistics {
    private Integer province;
    private Integer city;

    private Long count;
    private String orderIds;
    private List<BigDecimal> amounts;
    private BigDecimal sum;
    private BigDecimal min;
    private BigDecimal max;
    private BigDecimal avg;

    public ProvinceCityStatistics(Order order){
        this.province = order.getProvince();
        this.city = order.getCity();

        this.count = 1L;
        this.orderIds = String.valueOf(order.getOrderId());
        this.amounts = new ArrayList<>(Collections.singletonList(order.getGoodsAmount()));
        this.sum = order.getGoodsAmount();
        this.min = order.getGoodsAmount();
        this.max = order.getGoodsAmount();
        this.avg = order.getGoodsAmount();
    }

    public ProvinceCityStatistics accumulate(ProvinceCityStatistics other) {
        this.count = this.count + other.count;
        this.orderIds = this.orderIds + "," + other.orderIds;
        this.amounts.addAll(other.amounts);
        this.sum = this.sum.add(other.sum);
        this.min = this.min.compareTo(other.min) <= 0 ? this.min : other.min;
        this.max = this.max.compareTo(other.max) >= 0 ? this.max : other.max;
        this.avg = this.sum.divide(BigDecimal.valueOf(this.count), 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        return this;
    }

}

List<Order> orders = getOrders();
Map<String, Optional<ProvinceCityStatistics>> groupedMap = orders.stream().collect(
        Collectors.groupingBy(order -> order.getProvince() + "," + order.getCity(),
                Collectors.mapping(order -> new ProvinceCityStatistics(order),
                        Collectors.reducing(ProvinceCityStatistics::accumulate)))
);

groupedMap.values().stream().map(Optional::get).forEach(provinceCityStatistics -> {
    Integer province = provinceCityStatistics.getProvince();
    Integer city = provinceCityStatistics.getCity();

    long count = provinceCityStatistics.getCount();
    String orderIds = provinceCityStatistics.getOrderIds();
    List<BigDecimal> amounts = provinceCityStatistics.getAmounts();
    BigDecimal sum = provinceCityStatistics.getSum();
    BigDecimal min = provinceCityStatistics.getMin();
    BigDecimal max = provinceCityStatistics.getMax();
    BigDecimal avg = provinceCityStatistics.getAvg();
    System.out.printf("province:%d, city: %d -> count: %d, orderIds: %s, amounts: %s," +
                    " sum: %s, min: %s, max: %s, avg : %s %n",
            province, city, count, orderIds, amounts, sum, min, max, avg);
});

执行结果如下：
我有一篇Java Stream使用手册，学了就是你的了！
可以发现，使用Collectors.reducing可以实现功能，但有点繁琐，且代码含义不明显，因此我封装了一个MultiCollector收集器，用来将多种收集器组合起来，实现这种复杂场景，如下：

/**
 * 将多个收集器，组合成一个收集器
 * 汇总结果保存在Map<String, Object>中，最终结果转换成R类型返回
 *
 * @param <T>
 */
public class MultiCollector<T, R> implements Collector<T, Map<String, Object>, R> {
    private Class<R> clazz;
    private Map<String, Collector<T, ?, ?>> collectorMap;

    public MultiCollector(Class<R> clazz, Map<String, Collector<T, ?, ?>> collectorMap) {
        this.clazz = clazz;
        this.collectorMap = collectorMap;
    }

    @Override
    public Supplier<Map<String, Object>> supplier() {
        Map<String, Supplier<?>> supplierMap = new HashMap<>();
        collectorMap.forEach((fieldName, collector) -> supplierMap.put(fieldName, collector.supplier()));

        return () -> {
            Map<String, Object> map = new HashMap<>();
            supplierMap.forEach((fieldName, supplier) -> {
                map.put(fieldName, supplier.get());
            });
            return map;
        };
    }

    @Override
    @SuppressWarnings("all")
    public BiConsumer<Map<String, Object>, T> accumulator() {
        Map<String, BiConsumer<?, T>> accumulatorMap = new HashMap<>();
        collectorMap.forEach((fieldName, collector) -> accumulatorMap.put(fieldName, collector.accumulator()));

        return (map, order) -> {
            accumulatorMap.forEach((fieldName, accumulator) -> {
                ((BiConsumer)accumulator).accept(map.get(fieldName), order);
            });
        };
    }

    @Override
    @SuppressWarnings("all")
    public BinaryOperator<Map<String, Object>> combiner() {
        Map<String, BinaryOperator<?>> combinerMap = new HashMap<>();
        collectorMap.forEach((fieldName, collector) -> combinerMap.put(fieldName, collector.combiner()));

        return (map, otherMap) -> {
            combinerMap.forEach((fieldName, combiner) -> {
                map.put(fieldName, ((BinaryOperator)combiner).apply(map.get(fieldName), otherMap.get(fieldName)));
            });
            return map;
        };
    }

    @Override
    @SuppressWarnings("all")
    public Function<Map<String, Object>, R> finisher() {
        Map<String, Function<?, ?>> finisherMap = new HashMap<>();
        collectorMap.forEach((fieldName, collector) -> finisherMap.put(fieldName, collector.finisher()));

        // 将Map<String, Object>反射转换成指定类对象，这里用json反序列化也可以
        return map -> {
            R result = newInstance(clazz);
            finisherMap.forEach((fieldName, finisher) -> {
                Object value = ((Function)finisher).apply(map.get(fieldName));
                setFieldValue(result, fieldName, value);
            });

            return result;
        };
    }

    @Override
    public Set<Characteristics> characteristics() {
        return Collections.emptySet();
    }

    private static <R> R newInstance(Class<R> clazz){
        try {
            return clazz.newInstance();
        } catch (ReflectiveOperationException e) {
            return ExceptionUtils.rethrow(e);
        }
    }

    @SuppressWarnings("all")
    private static void setFieldValue(Object obj, String fieldName, Object value){
        if (obj instanceof Map){
            ((Map)obj).put(fieldName, value);
        } else {
            try {
                new PropertyDescriptor(fieldName, obj.getClass()).getWriteMethod().invoke(obj, value);
            } catch (Exception e) {
                ExceptionUtils.rethrow(e);
            }
        }
    }
}

然后封装一些语义更加明确的通用Collector方法，如下：

public class CollectorUtils {
    /**
     * 取第一个元素，类似Stream.findFirst，返回Optional<U>
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T,U> Collector<T, ?, Optional<U>> findFirst(Function<T, U> mapper){
        return Collectors.mapping(mapper, Collectors.reducing((u1, u2) -> u1));
    }

    /**
     * 取第一个元素，类似Stream.findFirst，返回U，可能是null
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T,U> Collector<T, ?, U> findFirstNullable(Function<T, U> mapper){
        return Collectors.mapping(mapper,
                Collectors.collectingAndThen(
                        Collectors.reducing((u1, u2) -> u1), opt -> opt.orElse(null)));
    }

    /**
     * 收集指定字段值为List
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T,U> Collector<T, ?, List<U>> toList(Function<T, U> mapper){
        return Collectors.mapping(mapper, Collectors.toList());
    }

    /**
     * 收集指定字段为逗号分隔的字符串
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T, U> Collector<T, ?, String> joining(Function<T, U> mapper, CharSequence delimiter){
        return Collectors.mapping(mapper.andThen(o -> Objects.toString(o, "")), Collectors.joining(delimiter));
    }

    /**
     * 对BigDecimal求和，返回Optional<BigDecimal>类型汇总值
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T> Collector<T, ?, Optional<BigDecimal>> summingBigDecimal(Function<T, BigDecimal> mapper){
        return Collectors.mapping(mapper, Collectors.reducing(BigDecimal::add));
    }

    /**
     * 对BigDecimal求和，返回BigDecimal类型汇总值，可能是null
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T> Collector<T, ?, BigDecimal> summingBigDecimalNullable(Function<T, BigDecimal> mapper){
        return Collectors.mapping(mapper,
                Collectors.collectingAndThen(
                        Collectors.reducing(BigDecimal::add), opt -> opt.orElse(null)));
    }

    /**
     * 对BigDecimal求平均值，返回Optional<BigDecimal>类型平均值
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T> Collector<T, ?, Optional<BigDecimal>> averagingBigDecimal(Function<T, BigDecimal> mapper, int scale, int roundingMode){
        return Collectors.mapping(mapper, new AvgCollector(scale, roundingMode));
    }

    /**
     * 对BigDecimal求平均值，返回BigDecimal类型平均值，可能是null
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T> Collector<T, ?, BigDecimal> averagingBigDecimalNullable(Function<T, BigDecimal> mapper, int scale, int roundingMode){
        return Collectors.mapping(mapper,
                Collectors.collectingAndThen(
                        new AvgCollector(scale, roundingMode), opt -> opt.orElse(null)));
    }

    /**
     * 求最小值，返回最小值Optional<U>
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T,U extends Comparable<? super U>> Collector<T, ?, Optional<U>> minBy(Function<T, U> mapper){
        return Collectors.mapping(mapper, Collectors.minBy(Comparator.comparing(Function.identity())));
    }

    /**
     * 求最小值，返回最小值U，可能是null
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T,U extends Comparable<? super U>> Collector<T, ?, U> minByNullable(Function<T, U> mapper){
        return Collectors.collectingAndThen(
                Collectors.mapping(mapper,
                        Collectors.minBy(Comparator.comparing(Function.identity()))), opt -> opt.orElse(null));
    }

    /**
     * 求最大值，返回最大值Optional<U>
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T,U extends Comparable<? super U>> Collector<T, ?, Optional<U>> maxBy(Function<T, U> mapper){
        return Collectors.mapping(mapper, Collectors.maxBy(Comparator.comparing(Function.identity())));
    }

    /**
     * 求最大值，返回最大值U，可能是null
     * @param mapper 获取字段值的函数
     * @return
     */
    public static <T,U extends Comparable<? super U>> Collector<T, ?, U> maxByNullable(Function<T, U> mapper){
        return Collectors.collectingAndThen(
                Collectors.mapping(mapper,
                        Collectors.maxBy(Comparator.comparing(Function.identity()))), opt -> opt.orElse(null));
    }
}

CollectorUtils中封装的各Collector用途如下：

方法 用途
findFirst(mapper) 获取第一个值，类似Stream.findFirst，返回Optional
findFirstlNullable(mapper) 获取第一个值，类似Stream.findFirst，返回值可能是null
toList(mapper) 用于实现对指定字段收集为List
joining(mapper) 实现类似group_concat(order_id)的功能
summingBigDecimal(mapper) 用于对BigDecimal做汇总处理，返回Optional<BigDecimal>
summingBigDecimalNullable(mapper) 用于对BigDecimal做汇总处理，返回BigDecimal
averagingBigDecimal(mapper) 实现对BigDecimal求平均数，返回Optional<BigDecimal>
averagingBigDecimal(mapper) 实现对BigDecimal求平均数，返回BigDecimal
minBy(mapper) 实现求最小值，返回Optional<BigDecimal>
minByNullable(mapper) 实现求最小值，返回BigDecimal
maxBy(mapper) 实现求最大值，返回Optional<BigDecimal>
maxByNullable(mapper) 实现求最大值，返回BigDecimal

然后结合MultiCollector收集器与CollectorUtils中的各种Collector，就可以实现各种复杂的分组汇总逻辑了，如下：

@NoArgsConstructor
@Data
class ProvinceCityStatistics {
    private Integer province;
    private Integer city;

    private Long count;
    private String orderIds;
    private List<BigDecimal> amounts;
    private BigDecimal sum;
    private BigDecimal min;
    private BigDecimal max;
    private BigDecimal avg;
}

List<Order> orders = getOrders();

Map<String, ProvinceCityStatistics> groupedMap = orders.stream().collect(
    Collectors.groupingBy(order -> order.getProvince() + "," + order.getCity(),
        new MultiCollector<>(
            ProvinceCityStatistics.class,
            //指定ProvinceCityStatistics各字段对应的收集器
            MapBuilder.<String, Collector<Order, ?, ?>>create()  
                    .put("province", CollectorUtils.findFirstNullable(Order::getProvince))
                    .put("city", CollectorUtils.findFirstNullable(Order::getCity))
                    .put("count", Collectors.counting())
                    .put("orderIds", CollectorUtils.joining(Order::getOrderId, ","))
                    .put("amounts", CollectorUtils.toList(Order::getGoodsAmount))
                    .put("sum", CollectorUtils.summingBigDecimalNullable(Order::getGoodsAmount))
                    .put("min", CollectorUtils.minByNullable(Order::getGoodsAmount))
                    .put("max", CollectorUtils.maxByNullable(Order::getGoodsAmount))
                    .put("avg", CollectorUtils.averagingBigDecimalNullable(Order::getGoodsAmount, 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP))
                    .build()
        )
    )
);

groupedMap.forEach((key, provinceCityStatistics) -> {
    Integer province = provinceCityStatistics.getProvince();
    Integer city = provinceCityStatistics.getCity();

    long count = provinceCityStatistics.getCount();
    String orderIds = provinceCityStatistics.getOrderIds();
    List<BigDecimal> amounts = provinceCityStatistics.getAmounts();
    BigDecimal sum = provinceCityStatistics.getSum();
    BigDecimal min = provinceCityStatistics.getMin();
    BigDecimal max = provinceCityStatistics.getMax();
    BigDecimal avg = provinceCityStatistics.getAvg();
    System.out.printf("province:%d, city: %d -> count: %d, orderIds: %s, amounts: %s," +
                    " sum: %s, min: %s, max: %s, avg : %s %n",
            province, city, count, orderIds, amounts, sum, min, max, avg);
});

执行结果如下：

我想如果搞懂了这个，Collector API几乎就全玩明白了😅

总结

Stream API非常实用，它的设计类似于SQL，相比于直接遍历处理集合的实现代码，用它来实现的可读性会更强。

当然，好用也不要滥用，API使用场景应该与其具体意图相对应，比如不要在filter里面去写非过滤逻辑的代码，虽然代码可能跑起来没问题，但这会误导读者，反而起到负面作用。

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原文始发于微信公众号（扣钉日记）：我有一篇Java Stream使用手册，学了就是你的了！

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文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/170353.html

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