Warum scheint „filter()' nach „flatMap()' in Java Streams nicht faul zu sein?

Warum ist filter() nach flatMap() in Java Streams nicht „komplett“ faul?

In Java 8 Streams sind Zwischenoperationen wie filter() und flatMap() sind lazy, was bedeutet, dass sie erst ausgeführt werden, wenn eine Terminaloperation wie findFirst() aufgerufen wird. Wenn jedoch filter() auf flatMap() folgt, wird diese Trägheit nicht vollständig erkannt, was zu unerwartetem Verhalten führt.

Betrachten Sie dieses Codebeispiel:

Stream.of(1, 2, 3)
        .filter(i -> {
            System.out.println(i);
            return true;
        })
        .findFirst()
        .get();

Die Ausgabe zeigt, dass nur das erste Das Element wird gedruckt, was darauf hinweist, dass filter() faul ist und kurzschließt, wenn die Bedingung erfüllt ist. Im Gegensatz dazu:

Stream.of(1, 2, 3)
        .flatMap(i -> Stream.of(i - 1, i, i + 1))
        .flatMap(i -> Stream.of(i - 1, i, i + 1))
        .filter(i -> {
            System.out.println(i);
            return true;
        })
        .findFirst()
        .get();

Überraschenderweise sind alle Elemente gedruckt. Auch wenn filter() seine Bedingung sofort erfüllt, verarbeitet es weiterhin nachfolgende Elemente des Streams.

Der Grund

Dieses Verhalten ist auf die Java Streams-Implementierung zurückzuführen. Nach flatMap() enthält der Stream nicht mehr die ursprünglichen Elemente. Stattdessen enthält es eine Folge abgeflachter Elemente, die von flatMap() generiert wurden. Wenn filter() folgt, bearbeitet es diese abgeflachten Elemente, nicht den ursprünglichen Stream.

Die Implementierung von forEachWithCancel(), die in findFirst() verwendet wird, ruft kontinuierlich tryAdvance() auf dem Spliterator bis zur Senke auf fordert eine Stornierung an oder der Spliterator ist erschöpft. Im Fall von flatMap() schreitet der Spliterator ohne Möglichkeit einer vorzeitigen Beendigung weiter voran, selbst wenn filter() bereits eine Übereinstimmung gefunden hat.

Fix

Dieses Problem wurde in Java 10 behoben und auf Java 8 zurückportiert. Die Implementierung ermöglicht jetzt eine vorzeitige Beendigung in flatMap(), wenn eine Kurzschlussoperation wie filter() stattfindet verwendet.

Fazit

Verständlicherweise kann es verwirrend sein, warum sich filter() nach flatMap() so verhält, als ob es nicht faul wäre. Die zugrunde liegende Java Streams-Implementierung diktiert dieses Verhalten, das später in Java 10 behoben und auf Java 8 zurückportiert wurde. Dieses Verständnis ist entscheidend für die effiziente Handhabung solcher Szenarien.

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