در حال بارگذاری...

جریان‌ها در جاوا

جریان‌ها در جاوا (Java Streams) قابلیتی هستند که از نسخه ۸ به بعد ارائه شدند و به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که داده‌ها را به شکل تابعی و پایپ‌لاین‌وار پردازش کنند. این قابلیت باعث ساده‌تر شدن عملیات روی مجموعه‌ها، آرایه‌ها و منابع داده دیگر می‌شود و فرآیندهایی مانند فیلتر کردن، نگاشت، مرتب‌سازی و تجمیع را به صورت خوانا و کارآمد امکان‌پذیر می‌کند. اهمیت جریان‌ها در جاوا در توانایی آن‌ها برای افزایش خوانایی کد، کاهش خطاهای منطقی و پشتیبانی از پردازش موازی (Parallel Processing) برای بهبود عملکرد است.
در توسعه نرم‌افزار و معماری سیستم‌ها، جریان‌ها در جاوا می‌توانند در پردازش دسته‌ای، تحلیل لاگ‌ها، محاسبات آماری و سرویس‌های واکنشی (Reactive Services) استفاده شوند. جریان‌ها به‌خوبی با اصول شیءگرایی ترکیب می‌شوند و امکان اجرای منطق تجاری پیچیده را به صورت مختصر و خوانا فراهم می‌کنند.
مفاهیم کلیدی شامل:

  • سینتکس: ایجاد جریان با stream() یا parallelStream() و استفاده از عملیات میانی مانند filter، map و عملیات انتهایی مانند collect.
  • ساختار داده‌ها: List, Set, Map (با استفاده از entrySet)، Arrays و سایر ساختارهای قابل تکرار.
  • الگوریتم‌ها: مرتب‌سازی، جستجو، تجمیع و محاسبات آماری به شکل بهینه.
  • اصول OOP: جریان‌ها با اشیاء و متدهای آن‌ها یکپارچه هستند و مدیریت داده‌ها را ساده می‌کنند.
    در این آموزش، خواننده یاد خواهد گرفت چگونه جریان‌ها را ایجاد، داده‌ها را فیلتر و نگاشت کند، تجمیع انجام دهد و بهترین شیوه‌ها برای مدیریت عملکرد و خطاها را پیاده‌سازی نماید.

مثال پایه

java
JAVA Code 
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class BasicStreamExample {
public static void main(String\[] args) {
List<Integer> اعداد = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);

// ایجاد جریان، فیلتر اعداد زوج و محاسبه مربع آن‌ها
List<Integer> مربعزوج = اعداد.stream()
.filter(n -> n % 2 == 0)
.map(n -> n * n)
.collect(Collectors.toList());

System.out.println("مربع اعداد زوج: " + مربعزوج);
}

}

در این مثال، ابتدا یک لیست از اعداد ایجاد شده است. متد stream() جریان پردازش داده‌ها را آغاز می‌کند. filter تنها اعداد زوج را انتخاب می‌کند و map مربع هر عدد را محاسبه می‌نماید. در نهایت collect(Collectors.toList()) نتایج را در یک لیست جدید جمع‌آوری می‌کند.
این نمونه مفاهیم اصلی جریان‌ها را نشان می‌دهد: ایجاد جریان، عملیات میانی (filter و map) و عملیات انتهایی (collect). استفاده از جریان‌ها به جای حلقه‌های سنتی، کد را مختصرتر، خواناتر و کمتر مستعد خطا می‌کند. در عمل، این روش در محاسبات آماری، پردازش لاگ‌ها و عملیات دسته‌ای بسیار کاربردی است و خطر نشت حافظه و خطاهای منطقی را کاهش می‌دهد.

مثال کاربردی

java
JAVA Code 
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

public class AdvancedStreamExample {
static class کارمند {
String نام;
int سن;
double حقوق;

کارمند(String نام, int سن, double حقوق) {
this.نام = نام;
this.سن = سن;
this.حقوق = حقوق;
}

public String getنام() { return نام; }
public int getسن() { return سن; }
public double getحقوق() { return حقوق; }
}

public static void main(String[] args) {
List<کارمند> کارکنان = Arrays.asList(
new کارمند("علی", 28, 5000),
new کارمند("رضا", 34, 7000),
new کارمند("سارا", 22, 3000),
new کارمند("مهسا", 29, 6000)
);

// یافتن بالاترین حقوق بین کارکنان بالای 25 سال
Optional<کارمند> بالاترینحقوق = کارکنان.stream()
.filter(k -> k.getسن() > 25)
.max((k1, k2) -> Double.compare(k1.getحقوق(), k2.getحقوق()));

بالاترینحقوق.ifPresent(k -> System.out.println("بالا‌ترین حقوق کارکنان بالای 25 سال: " + k.getنام() + " حقوق: " + k.getحقوق()));
}

}

این مثال کاربرد جریان‌ها روی مجموعه‌ای از اشیاء را نشان می‌دهد. کلاس کارمند شامل نام، سن و حقوق است. جریان از کارکنان.stream() ایجاد شده و با filter تنها کارکنان بالای 25 سال انتخاب می‌شوند. سپس با max بالاترین حقوق استخراج می‌گردد. خروجی در یک Optional قرار می‌گیرد تا از خطاهای احتمالی ناشی از نبود داده جلوگیری شود.
این نمونه نشان می‌دهد چگونه جریان‌ها و اصول OOP می‌توانند برای نوشتن منطق تجاری پیچیده به شکل ساده و خوانا استفاده شوند. در کاربرد واقعی، این روش برای مدیریت کارکنان، تحلیل داده و تولید گزارش مناسب است. حذف حلقه‌های تودرتو و استفاده از عملیات میانی، کارایی و نگهداری کد را افزایش می‌دهد و ریسک نشت حافظه و خطاهای منطقی را کاهش می‌دهد.

بهترین شیوه‌ها و اشتباهات رایج:

  1. بهترین شیوه‌ها:
    * عملیات میانی را به صورت زنجیره‌ای واضح بنویسید.
    * از Optional برای مدیریت مقادیر ممکن‌النبود استفاده کنید.
    * برای مجموعه‌های بزرگ با دقت parallelStream را استفاده کنید و مطمئن شوید که اشیاء ایمن برای چندنخی هستند.
    * عملیات انتهایی را بهینه کنید تا جریان چند بار travers نشود.
  2. اشتباهات رایج:
    * استفاده بیش از حد از عملیات میانی که باعث کاهش عملکرد می‌شود.
    * نادیده گرفتن مدیریت خطا در جریان‌های I/O یا پایگاه داده.
    * نگهداری اشیاء بزرگ در جریان که می‌تواند باعث نشت حافظه شود.
    * استفاده از parallelStream روی مجموعه‌های کوچک که ممکن است عملکرد را کاهش دهد.
    برای دیباگ، از peek() برای مشاهده المان‌های میانی جریان استفاده کنید. بهینه‌سازی عملکرد شامل انتخاب ساختار داده مناسب و حذف عملیات غیرضروری است. از تغییر وضعیت مشترک درون جریان‌ها اجتناب کنید تا مسائل امنیتی پیش نیاید.

📊 جدول مرجع

Element/Concept Description Usage Example
stream() ایجاد جریان برای پردازش داده List<Integer> nums = list.stream().collect(Collectors.toList());
filter() انتخاب المان‌ها بر اساس شرط اعداد.stream().filter(n -> n % 2 == 0).collect(Collectors.toList());
map() تبدیل المان‌های جریان اعداد.stream().map(n -> n * n).collect(Collectors.toList());
collect() عملیات انتهایی برای جمع‌آوری نتایج اعداد.stream().map(n -> n * n).collect(Collectors.toList());
Optional نمایش مقدار ممکن‌النبود Optional<کارمند> k = list.stream().findFirst();

خلاصه و گام‌های بعدی:
پس از یادگیری جریان‌ها در جاوا، خواننده قادر خواهد بود داده‌ها را ایجاد، فیلتر، نگاشت و جمع‌آوری کند و همزمان اصول OOP را به کار ببرد. جریان‌ها خوانایی، نگهداری و کارایی سیستم‌های بک‌اند را افزایش می‌دهند و از اجرای منطق پیچیده داده‌ای و معماری مقیاس‌پذیر پشتیبانی می‌کنند.
گام‌های بعدی شامل مطالعه parallelStream، جریان‌های نامتناهی و کالکتورهای سفارشی است. تمرین در تحلیل داده، پردازش لاگ‌ها و تولید گزارش‌ها مهارت‌ها را تقویت می‌کند. مستندات رسمی جاوا، آموزش‌های پیشرفته و تمرین‌های عملی منابع کلیدی برای تسلط بر جریان‌ها و توسعه بک‌اند هستند.

🧠 دانش خود را بیازمایید

آماده شروع

آزمون دانش شما

درک خود از این موضوع را با سوالات کاربردی بسنجید.

❓
4
سوالات
🎯
70%
برای قبولی
♾️
∞
زمان
🔄
∞
تلاش‌ها

📝 دستورالعمل‌ها

  • هر سوال را با دقت بخوانید
  • بهترین پاسخ را برای هر سوال انتخاب کنید
  • می‌توانید آزمون را هر چند بار که می‌خواهید تکرار کنید
  • پیشرفت شما در بالا نمایش داده می‌شود
موضوع 27 از 32
Java آموزش