如何在Java中构建自定义收集器？

Java提供了许多默认的收集器，例如串行收集器、并行收集器、G1收集器等，但有时候，我们需要根据特定的需求来构建自定义的收集器，以满足特定场景下的业务需求。本文将介绍如何在Java中构建自定义收集器。

收集器的基本结构

在Java中，收集器是通过实现java.util.stream.Collector接口来构建的。该接口定义了以下5个方法：

• Supplier<A> supplier()：用于创建一个新的基础累加器。
• BiConsumer<A, T> accumulator()：用于将一个元素添加到基础累加器中。
• BinaryOperator<A> combiner()：用于将两个基础累加器合并成一个。
• Function<A, R> finisher()：用于将基础累加器转换为最终结果。
• Set<Characteristics> characteristics()：用于描述收集器的特征。

在实现自定义收集器时，需要实现上述方法，并根据具体的业务需求进行定制。

收集器的使用

使用自定义收集器的过程类似于使用Java默认的收集器。假设有一个包含Person对象的列表，要求按照年龄从小到大排序并返回姓名列表，则可以通过以下方式实现：

List<Person> persons = ...;
List<String> names = persons.stream()
                            .sorted(Comparator.comparingInt(Person::getAge))
                            .collect(new NameCollector());

其中，NameCollector是自定义的收集器，用于将结果转换为一个包含姓名的列表。

实现自定义收集器

为了演示如何实现自定义收集器，我们将实现一个将元素添加到集合中的简单示例。

首先，创建一个名为SimpleCollector的类，并实现Collector接口：

public class SimpleCollector<T> implements Collector<T, List<T>, List<T>> {

    @Override
    public Supplier<List<T>> supplier() {
        return ArrayList::new;
    }

    @Override
    public BiConsumer<List<T>, T> accumulator() {
        return List::add;
    }

    @Override
    public BinaryOperator<List<T>> combiner() {
        return (list1, list2) -> {
            list1.addAll(list2);
            return list1;
        };
    }

    @Override
    public Function<List<T>, List<T>> finisher() {
        return Function.identity();
    }

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

在上述实现中，我们创建了一个类型参数为T的SimpleCollector类，并在其中实现了Collector接口的5个方法。

• supplier()方法返回一个新的空列表，用于存储累加器。
• accumulator()方法将元素添加到累加器中。
• combiner()方法将两个累加器合并成一个。
• finisher()方法将累加器转换为最终结果。
• characteristics()方法返回一个空的特征集。

接下来，可以使用自定义收集器将元素添加到集合中。例如，可以执行以下代码：

List<Integer> nums = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List<Integer> result = nums.stream().collect(new SimpleCollector<>());
System.out.println(result); // 输出为[1, 2, 3, 4, 5]

执行结果显示，自定义收集器成功地将所有的元素添加到了集合中。

收集器的特性

在实现自定义收集器时，可以通过characteristics()方法设置特性。收集器的特性决定了收集器的行为，其中最常用的三个特性为：

• CONCURRENT：表示该收集器可以与并发流一起使用，即在多线程的情况下也可以保证正确性。
• UNORDERED：表示该收集器不关心元素的顺序，即元素的添加与输出的顺序可能不同。
• IDENTITY_FINISH：表示finisher()方法返回的函数是一个identity函数。

例如，在SimpleCollector中，可以为其添加特性，以保证并发流的正确性：

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

总结

通过本文，我们了解了如何在Java中构建自定义收集器，并通过实例代码演示了如何实现将元素添加到集合中的自定义收集器。此外，我们还了解了收集器的特性，并演示了如何设置特性。自定义收集器在实现Java中的业务需求时非常有用，希望本文能够帮助读者更好地理解并使用自定义收集器。