使用 IntelliJ 除錯 Java Streams
Streams 非常強大,並且能夠用簡單幾行程式碼實現你所期望的功能要點。它們正常執行時非常流暢優雅,但執行不符合預期時卻讓人苦不堪言。讓我們學習一下如何用 IntelliJ 除錯你的 Java Streams 程式碼,並洞察 Stream 的中間操作。
在這篇文章中,我將在例子裡用到 Sakila 樣本資料庫和 Speedment Stream ORM 框架。
原理
讓我們從一個簡單的 Stream 開始,我們可以在 IntelliJ 為其建立一個基本的 Stream debugger:
List<String> strings = Stream.of("C", "A", "B") .sorted() .collect(toList());
上面的程式碼建立了一個由字串 “A”、“B”、“C”組成的 Stream
。緊接著對這個 Stream
進行 sorted()
操作,從而建立了一個新的 Stream
(至少在 Java 8-10 中是這樣),其中的元素是第一個 Stream
的元素按字母排序的結果。也就是說,第二個 Stream
包含“A”、“B”、“C”三個元素。最後,這些將元素放到一個 List
中。
上面的程式碼和下面的等價:
Stream<String> s0 = Stream.of("C", "B", "A"); // "C", "A", "B" Stream<String> s1 = s0.sorted();// "A", "B", "C" List<String> strings = s1.collect(toList());// [“A”, “B”, “C”]
這大體上演示了 Stream debugger 如何工作。它將一個 stream 管道操作分割成多個程式碼片段,一步一步地呼叫中間運算操作,從而可以保留每一步操作的元素內容以供分析。
Stream.of("C", "B", "A") .peek(saveStep(0)) .sorted() .peek(saveStep(1)) .collect(toList()); // The final result is saved to step 2
注意:真正的技術實現並不是上面這樣,它只是提供了很好的概覽。
在 IntelliJ’s debugger 中有更加形象化的表示:
它簡潔明瞭地展示了 Stream 管道里的每個中間操作細節,以及最後結果。
呼叫
想呼叫 stream debugger 的話,首先要在 Stream 定義處設定斷點:
然後,啟動除錯會話(以 debug 模式執行):
當到達斷點時,可以按指定的按鈕(可能有些不好找)來呼叫 Stream debugger,下面用紅圈標出:
這樣就打開了 stream debugger,和上文所展示的一樣。
資料庫 Streams
我將使用 Speedment(stream ORM),它允許通過標準的 Java Streams 操作來查詢資料庫,因此也能通過 IntelliJ 來除錯操作。可以通過 Speedment initializer 來建立一個 Speedment 專案。
可以通過下面方式建立一個 Java 應用。
Speedment app = new SakilaApplicationBuilder() .withPassword("sakila-password") // Replace with your own password .build(); FilmManager films = app.getOrThrow(FilmManager.class);
現在我們可以對資料庫“film”表進行 stream 操作。下面是個例子:
List<Film> map = films.stream() .filter(Film.LENGTH.equal(60)) .sorted(Film.RATING.reversed()) .collect(toList());
程式碼將從所有 Film
(電影) 物件中篩選出長度為 60 分鐘的,然後通過 Film.RATING
(評級)對這些 Film
物件進行排序(降序),最後將所有元素放入一個 List
。
我們呼叫 Stream debugger 時,會看到下面這張圖:
我們可以看到,初始 stream 中有 1000 部電影。篩選操作後,只剩 8 部電影,緊接著排序並放到一個 List
。
計算統計
假設我們要計算所有 PG-13 級別(電影分級制度中的一種)電影的最小時長、最大時長以及平均時長。程式碼如下:
IntSummaryStatistics stat = films.stream() .filter(Film.RATING.equal("PG-13")) .mapToInt(Film.LENGTH.asInt()) .summaryStatistics();
Stream debugger 展示如下:
可以看出,我們可以與 Stream debugger 互動,並在 stream 管道中點選元素來高亮顯示,也可以在元素間滾動檢視單個操作步驟。
Speedment 優化了資料庫 Stream 中間操作,並將其融合進 SQL 查詢。但使用 Stream debugger 時,優化並沒有生效,以便讓我們可以看到 Stream 管道中的所有操作步驟。
結論
Stream debugger 是個隱藏的瑰寶,對於 Streams 工作有很大幫助。
我認為這是 IntelliJ 團隊提供的非常棒的特性。
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