なぜ Java 8 の ` flatMap() ` は `findFirst()` のショートサーキットを防ぐのでしょうか?

Java 8 ストリームでの遅延実行: FlatMap() と FindFirst() の相互作用を理解する

Java ストリーム操作では、 flatMap()演算子は、ストリーム内の各要素を新しいストリームに変換するために使用され、その後、単一のストリームにフラット化されます。ただし、findFirst() ターミナル操作と組み合わせて使用​​すると、遅延実行に関する疑問を引き起こす興味深い動作が示されます。

提供されたコード スニペットでは、2 つのストリームを作成します。1 つは filter() のみを使用し、1 つは filter() のみを使用します。もう 1 つは flatMap() と filter() の両方を使用します。最初のストリームは実行を直ちに終了し、最初の要素を返しますが、2 番目のストリームは、一致する要素が見つかったにもかかわらず、ストリーム全体の処理を続けます。

なぜ矛盾があるのですか?

この矛盾を理解する鍵は、これらの操作の実装方法にあります。 findFirst() は短絡操作です。つまり、一致する要素が見つかると実行を停止できます。ただし、 flatMap() の後に使用すると、一致が既に見つかったかどうかに関係なく、 flatMap() によって生成された中間ストリームの各要素に対して filter() 操作が実行されます。

この動作は次の理由によるものです。 JDK-8 ストリーム実装の制限。 flatMap() が使用される場合、結果として得られるストリームは完全には遅延しません。代わりに、ソース ストリームから要素を積極的に「プル」し、 flatMap() 変換を各要素に適用します。これは、findFirst() が一致を見つけてキャンセルをトリガーした後でも、すでに中間ストリームに取り込まれている要素が filter() 演算子によって処理され続けることを意味します。

Java 10 での解決およびバックポート

この問題を認識した Java 開発者は、Java 10 でこの問題を修正し、Java 8 にバックポートしました。これらの更新されたバージョンでは、 flatMap() が完全に遅延型になり、一致が見つかったときに filter() のような短絡操作でストリームの実行を正しく終了できるようになりました。

影響と考慮事項

この問題は Java の以降のバージョンで解決されていますが、特に flatMap() を使用する場合、ストリーム操作の遅延実行特性を理解することの重要性が強調されています。

アプリケーションにとって遅延実行が重要な場合は、この問題が解決された Java 10 以降のバージョンを使用することをお勧めします。あるいは、 flatMap() 変換に手動でショートサーキットを実装して、適切な終了を保証することもできます。

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