Java Stream 中 map 方法源码详解

Java Stream 中 map 方法源码详解

在Java的Stream API中，map方法是用于对流中的每个元素进行映射操作的重要方法。本文将深入解析map方法的源码，探讨其内部实现和机制。

Stream 接口中的 map 方法

首先，让我们看一下Stream接口中map方法的声明：

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

这个方法接受一个Function参数，用于定义元素的映射规则。Function是一个函数式接口，其apply方法将元素映射为新的值。

map 方法的实现

map方法的实现同样是在BaseStream接口中定义的。以下是BaseStream接口中关于map方法的默认实现：

default <R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper) {
    Objects.requireNonNull(mapper);
    return (Stream<R>) (isParallel()
            ? new ReferencePipeline.Head<>(this, StreamOpFlag.NOT_SORTED | StreamOpFlag.NOT_DISTINCT, null, OpMap.makeRef(mapper), StreamShape.REFERENCE)
            : new ReferencePipeline.Head<>(this, StreamOpFlag.NOT_SORTED | StreamOpFlag.NOT_DISTINCT, null, OpMap.makeRef(mapper)));
}

解析这段代码：

• Objects.requireNonNull(mapper);：确保传入的mapper不为null，否则抛出NullPointerException。
• isParallel()：检查流是否为并行流。
• new ReferencePipeline.Head<>：创建一个新的ReferencePipeline.Head对象，表示流的头部操作。如果流是并行的，会传入额外的参数 StreamOpFlag.NOT_SORTED | StreamOpFlag.NOT_DISTINCT 和 StreamShape.REFERENCE。
• OpMap.makeRef(mapper)：创建一个表示映射操作的OpMap对象，并将mapper传递给它。

OpMap 类

OpMap类是Stream操作的内部实现之一，用于表示映射操作。以下是关键部分的源码：

final class OpMap<T, U> implements ReferencePipeline.StatefulOp<T, U>, OpMapFactory<T, U> {
    // ...

    @Override
    public <S> Node<U> opEvaluateParallel(PipelineHelper<U> helper, Spliterator<S> spliterator, IntFunction<U[]> generator) {
        return Nodes.map(helper, spliterator, true, generator);
    }

    // ...
}

这段代码展示了OpMap类的一部分实现。它包含一个opEvaluateParallel方法，用于在并行流中进行映射操作。在这里，它调用了Nodes.map方法，这个方法会根据给定的Spliterator在并行环境中执行映射操作。

示例用法

List<String> stringList = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "grape", "watermelon");

Stream<Integer> lengthStream = stringList.stream()
        .map(String::length);

lengthStream.forEach(System.out::println);

在这个例子中，我们使用map方法将每个字符串映射为其长度。在实际执行中，map方法会根据传入的Function对流中的元素进行映射，并返回一个新的流。在内部，它会创建一个新的OpMap操作来表示这个映射操作。