面试题：Java中Stream流终止操作后不可复用性示例及原理

Question

请用代码示例展示Java Stream流在执行终止操作后不可复用的特性，并简要解释背后的原理。

Answer 1

代码示例

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamReusabilityExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        Stream<Integer> stream = numbers.stream();

        // 第一次终止操作：计算总和
        int sum = stream.mapToInt(Integer::intValue).sum();
        System.out.println("Sum: " + sum);

        // 尝试再次使用同一个流进行另一个终止操作
        // 这将抛出IllegalStateException
        try {
            long count = stream.count();
            System.out.println("Count: " + count);
        } catch (IllegalStateException e) {
            System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
        }
    }
}

原理解释

1. 流的状态：Java Stream 流在执行过程中有一个状态，它记录了流的操作和当前处理位置等信息。
2. 终止操作：终止操作（如 sum()、count()、forEach() 等）会消耗流，一旦流被消耗，它就到达了终止状态。这意味着流已经完成了其处理数据的生命周期。
3. 不可复用性：因为流已经处于终止状态，其内部状态已被“消费”或改变，所以不能再次使用。如果尝试复用，就会抛出 IllegalStateException，提示流已被操作过，不允许再次操作。这是为了避免不一致的结果和复杂的流状态管理，保证流操作的确定性和可预测性。