流管道剖析所有流计算都有一种共同的结构：它们具有一个流来源、0 或多个中间操作，以及一个终止操作。流的元素可以是对象引用 (Stream<String>)，也可以是原始整数 (IntStream)、长整型 (LongStream) 或双精度 (DoubleStream)。
因为 Java 程序使用的大部分数据都已存储在集合中，所以许多流计算使用集合作为它们的来源。JDK 中的 Collection 实现都已增强，可充当高效的流来源。但是，还存在其他可能的流来源，比如数组、生成器函数或内置的工厂（比如数字范围），而且（如本系列中的 所示）可以编写自定义的流适配器，以便可以将任意数据源充当流来源。表 1 给出了 JDK 中的一些流生成方法。
表 1. JDK 中的流来源方法描述Collection.stream()使用一个集合的元素创建一个流。Stream.of(T...)使用传递给工厂方法的参数创建一个流。Stream.of(T[])使用一个数组的元素创建一个流。Stream.empty()创建一个空流。Stream.iterate(T first, BinaryOperator<T> f)创建一个包含序列 first, f(first), f(f(first)), ... 的无限流Stream.iterate(T first, Predicate<T> test, BinaryOperator<T> f)（仅限 Java 9）类似于 Stream.iterate(T first, BinaryOperator<T> f)，但流在测试预期返回 false 的第一个元素上终止。Stream.generate(Supplier<T> f)使用一个生成器函数创建一个无限流。IntStream.range(lower, upper)创建一个由下限到上限（不含）之间的元素组成的 IntStream。IntStream.rangeClosed(lower, upper)创建一个由下限到上限（含）之间的元素组成的 IntStream。BufferedReader.lines()创建一个有来自 BufferedReader 的行组成的流。BitSet.stream()创建一个由 BitSet 中的设置位的索引组成的 IntStream。Stream.chars()创建一个与 String 中的字符对应的 IntStream。
中间操作负责将一个流转换为另一个流，中间操作包括 filter()（选择与条件匹配的元素）、map()（根据函数来转换元素）、distinct()（删除重复）、limit()（在特定大小处截断流）和 sorted()。一些操作（比如 mapToInt()）获取一种类型的流并返回一种不同类型的流； 中的示例的开头处有一个 Stream<Transaction>，它随后被转换为 IntStream。表 2 给出了一些中间流操作。
表 2. 中间流操作操作内容filter(Predicate<T>) 与预期匹配的流的元素map(Function<T, U>) 将提供的函数应用于流的元素的结果flatMap(Function<T, Stream<U>>将提供的流处理函数应用于流元素后获得的流元素distinct() 已删除了重复的流元素sorted() 按自然顺序排序的流元素Sorted(Comparator<T>) 按提供的比较符排序的流元素limit(long) 截断至所提供长度的流元素skip(long) 丢弃了前 N 个元素的流元素takeWhile(Predicate<T>)（仅限 Java 9）在第一个提供的预期不是 true 的元素处阶段的流元素dropWhile(Predicate<T>)（仅限 Java 9）丢弃了所提供的预期为 true 的初始元素分段的流元素
中间操作始终是惰性的：调用中间操作只会设置流管道的下一个阶段，不会启动任何操作。重建操作可进一步划分为无状态 和有状态 操作。无状态操作（比如 filter() 或 map()）可独立处理每个元素，而有状态操作（比如 sorted() 或 distinct()）可合并以前看到的影响其他元素处理的元素状态。
数据集的处理在执行终止操作时开始，比如缩减（sum() 或 max()）、应用 (forEach()) 或搜索 (findFirst()) 操作。终止操作会生成一个结果或副作用。执行终止操作时，会终止流管道，如果您想再次遍历同一个数据集，可以设置一个新的流管道。表 3 给出了一些终止流操作。
表 3. 终止流操作操作描述forEach(Consumer<T> action) 将提供的操作应用于流的每个元素。toArray() 使用流的元素创建一个数组。reduce(...) 将流的元素聚合为一个汇总值。collect(...) 将流的元素聚合到一个汇总结果容器中。min(Comparator<T>) 通过比较符返回流的最小元素。max(Comparator<T>) 通过比较符返回流的最大元素。count() 返回流的大小。{any,all,none}Match(Predicate<T>)返回流的任何/所有元素是否与提供的预期相匹配。findFirst() 返回流的第一个元素（如果有）。findAny() 返回流的任何元素（如果有）。
流与集合比较尽管流在表面上可能类似于集合（您可以认为二者都包含数据），但事实上，它们完全不同。集合是一种数据结构；它的主要关注点是在内存中组织数据，而且集合会在一段时间内持久存在。集合通常可用作流管道的来源或目标，但流的关注点是计算，而不是数据。数据来自其他任何地方（集合、数组、生成器函数或 I/O 通道），而且可通过一个计算步骤管道处理来生成结果或副作用，在此刻，流已经完成了。流没有为它们处理的元素提供存储空间，而且流的生命周期更像一个时间点 — 调用终止操作。不同于集合，流也可以是无限的；相应地，一些操作（limit()、findFirst()）是短路，而且可在无限流上运行有限的计算。
集合和流在执行操作的方式上也不同。集合上的操作是急切和突变性的；在 List 上调用 remove() 方法时，调用返回后，您知道列表状态会发生改变，以反映指定元素的删除。对于流，只有终止操作是急切的；其他操作都是惰性的。流操作表示其输入（也是流）上的功能转换，而不是数据集上的突变性操作（过滤一个流会生成一个新流，新流的元素是输入流的子集，但没有从来源删除任何元素）。
将流管道表达为功能转换序列可以实现多种有用的执行战略，比如惰性、短路 或操作融合。短路使得管道能够成功终止，而不必检查所有数据；类似 “找到第一笔超过 1000 美元的交易” 这样的查询不需要在找到匹配值后检查其他任何交易。操作融合表示，可在数据上的一轮中执行多个操作；在 的示例中，3 个操作组合成了数据上的一轮操作，而不是首先选择所有匹配的交易，然后选择所有对应的金额，最后对它们求和。
类似 和 中的查询的命令版本通常依靠物化集合来获得中间计算的结果，比如过滤或映射的结果。这些结果不仅可能让代码变得杂乱，还可能让执行变得混乱。中间集合的物化仅作用于实现，而不作用于结果，而且它使用计算周期将中间结果组织为将会被丢弃的数据结构。
相反，流管道将它们的操作融合到数据上尽可能少的轮次中，通常为单轮。（有状态中间操作，比如排序，可引入对多轮执行必不可少的障碍点。）流管道的每个阶段惰性地生成它的元素，仅在需要时计算元素，并直接将它们提供给下一阶段。您不需要使用集合来保存过滤或映射的中间结果，所以省去了填充（和垃圾收集）中间集合的工作。另外，遵循 “深度优先” 而不是 “宽度优先” 的执行战略（跟踪一个数据元素在整个管道中的深度），会让被处理的操作在缓存中变得更 “热”，所以您可以将更多时间用于计算，花更少时间来等待数据。
除了将流用于计算之外，您可能还希望考虑通过 API 方法使用流来返回聚合结果，而在以前，您可能返回一个数组或集合。返回流的效率通常更高一些，因为您不需要将所有数据复制到一个新数组或集合中。返回流通常更加灵活；库选择返回的集合形式可能不是调用方所需要的，而且很容易将流转换为任何集合类型。（返回流不合适，而返回物化集合更合适的主要情形是，调用方需要查看某个时间点的状态的一致快照。） |
