Шпаргалки Java программиста 9: Java SE — Шпаргалка для собеседований и повторений25.12.2017 16:19

Иногда достаточно сложно для начинающих (особенно если они перешли из других языков программирования) понять, что в коллекции Java хранятся только ссылки/указатели и ничего более. Им кажется, что при вызове add или put объекты действительно хранятся где-то внутри коллекции, это верно только для массивов, когда они работают с примитивными типами, но никак не для коллекций, которые хранят только ссылки. Поэтому очень часто на вопросы собеседований вроде «А можно ли назвать точный размер коллекции ArrayList» начинающие начинают отвечать что-то вроде «Зависит от типа объектов что в них хранятся». Это совершенно не верно, так коллекции никогда не хранят сами объекты, а только ссылки на них. Например, можно в List добавить миллион раз один и то же объект (точнее создать миллион ссылок на один объект).

Интерфейсы коллекций

Название	Описание
Iterable	Интерфейс означающий что у коллекции есть iterator и её можно обойти с помощью for (Type value: collection). Есть почти у всех коллекций (кроме Map)
Collection	Основной интерфейс для большинства коллекций (кроме Map)
List	Список это упорядоченная в порядке добавления коллекция, так же известная как последовательность (sequence). Дублирующие элементы в большинстве реализаций — разрешены. Позволяет доступ по индексу элемента. Расширяет Collection интерфейс.
Set	Интерфейс реализующий работу с множествами (похожими на математические множества), дублирующие элементы запрещены. Может быть, а может и не быть упорядоченным. Расширяет Collection интерфейс.
Queue	Очередь — это коллекция, предназначенная для хранения объектов до обработки, в отличии от обычных операций над коллекциями, очередь предоставляет дополнительные методы добавление, получения и просмотра. Быстрый доступ по индексу элемента, как правило, не содержит. Расширяет Collection интерфейс
Deque	Двухсторонняя очередь, поддерживает добавление и удаление элементов с обоих концов. Расширяет Queue интерфейс.
Map	Работает со соответствием ключ — значение. Каждый ключ соответствует только одному значению. В отличие от других коллекций не расширяет никакие интерфейсы (в том числе Collection и Iterable)
SortedSet	Автоматически отсортированное множество, либо в натуральном порядке (для подробностей смотрите Comparable интерфейс), либо используя Comparator. Расширяет Set интерфейс
SortedMap	Это map’а ключи которой автоматически отсортированы, либо в натуральном порядке, либо с помощью comparator’а. Расширяет Map интерфейс.
NavigableSet	Это SortedSet, к которому дополнительно добавили методы для поиска ближайшего значения к заданному значению поиска. NavigableSet может быть доступен для доступа и обхода или в порядке убывания значений или в порядке возрастания.
NavigableMap	Это SortedMap, к которому дополнительно добавили методы для поиска ближайшего значения к заданному значению поиска. Доступен для доступа и обхода или в порядке убывания значений или в порядке возрастания.

Интерфейсы из пакета java.util.concurrent

Название	Описание
BlockingQueue	Многопоточная реализация Queue, содержащая возможность задавать размер очереди, блокировки по условиях, различные методы, по-разному обрабатывающие переполнение при добавлении или отсутствие данных при получении (бросают exception, блокируют поток постоянно или на время, возвращают false и т.п.)
TransferQueue	Эта многопоточная очередь может блокировать вставляющий поток, до тех пор, пока принимающий поток не вытащит элемент из очереди, таким образом с её помощью можно реализовывать синхронные и асинхронные передачи сообщений между потоками
BlockingDeque	Аналогично BlockingQueue, но для двухсторонней очереди
ConcurrentMap	Интерфейс, расширяет интерфейс Map. Добавляет ряд новых атомарных методов: putIfAbsent, remove, replace, которые позволяют облегчить и сделать более безопасным многопоточное программирование.
ConcurrentNavigableMap	Расширяет интерфейс NavigableMap для многопоточного варианта

Если вам интересны более подробная информация о интерфейсах и коллекциях из java.util.concurrent советую
прочитать вот эту статью.

Тип	Однопоточные	Многопоточные
Lists	ArrayList — основной список, основан на массиве LinkedList — полезен лишь в некоторых редких случаях Vector — устарел	CopyOnWriteArrayList — редкие обновления, частые чтения
Queues / Deques	ArrayDeque — основная реализация, основан на массиве Stack — устарел PriorityQueue — отсортированная очередь	ArrayBlockingQueue — блокирующая очередь ConcurrentLinkedDeque / ConcurrentLinkedQueue — очередь на связанных нодах DelayQueue — очередь с задержкой для каждого элемента LinkedBlockingDeque / LinkedBlockingQueue — блокирующая очередь на связанных нодах LinkedTransferQueue — может служить для передачи элементов PriorityBlockingQueue — многопоточная PriorityQueue SynchronousQueue — простая многопоточная очередь
Maps	HashMap — основная реализация EnumMap — enum в качестве ключей Hashtable — устарел IdentityHashMap — ключи сравниваются с помощью == LinkedHashMap — сохраняет порядок вставки TreeMap — сортированные ключи WeakHashMap — слабые ссылки, полезно для кешей	ConcurrentHashMap — основная многопоточная реализация ConcurrentSkipListMap — отсортированная многопоточная реализация
Sets	HashSet — основная реализация множества EnumSet — множество из enums BitSet* — множество битов LinkedHashSet — сохраняет порядок вставки TreeSet — отсортированные set	ConcurrentSkipListSet — отсортированный многопоточный set CopyOnWriteArraySet — редкие обновления, частые чтения

* — на самом деле, BitSet хоть и называется Set’ом, интерфейс Set не наследует.

Универсальные коллекции общего назначения, которые признаны устаревшими (legacy)

Имя	Описание
Hashtable	Изначально задумывался как синхронизированный аналог HashMap, когда ещё не было возможности получить версию коллекции используя Collecions.synchronizedMap. На данный момент как правило используют ConcurrentHashMap. HashTable более медленный и менее потокобезопасный чем синхронный HashMap, так как обеспечивает синхронность на уровне отдельных операций, а не целиком на уровне коллекции.
Vector	Раньше использовался как синхронный вариант ArrayList, однако устарел по тем же причинам что и HashTable.
Stack	Раньше использовался как для построения очереди, однако поскольку построен на основе Vector, тоже считается морально устаревшим.

Специализированные коллекции, построенные на устаревших (legacy) коллекциях

Имя	Основан на	Описание
Properties	Hashtable	Как структура данных, построенная на Hashtable, Properties довольно устаревшая конструкция, намного лучше использовать Map, содержащий строки. Подробнее почему Properties не рекомендуется использовать можно найти в этом обсуждении.
UIDefaults	Hashtable	Коллекция, хранящая настройки по умолчанию для Swing компонент

Универсальные коллекции общего назначения, реализующие List:

Название	Основан на	Описание	Размер*
ArrayList	List	Реализация List интерфейса на основе динамически изменяемого массива. В большинстве случаев, лучшая возможная реализация List интерфейса по потреблению памяти и производительности. В крайне редких случаях, когда требуются частые вставки в начало или середину списка с очень малым количеством перемещений по списку, LinkedList будет выигрывать в производительности (но советую в этих случаях использовать TreeList от apache). Если интересны подробности ArrayList советую посмотреть эту статью.	4*N
LinkedList	List	Реализация List интерфейса на основе двухстороннего связанного списка, то есть когда каждый элемент, указывает на предыдущий и следующий элемент. Как правило, требует больше памяти и хуже по производительности, чем ArrayList, имеет смысл использовать лишь в редких случаях когда часто требуется вставка/удаление в середину списка с минимальными перемещениями по списку (но советую в этих случаях использовать TreeList от apache).Так же реализует Deque интерфейс. При работе через Queue интерфейс, LinkedList действует как FIFO очередь. Если интересны подробности LinkedList советую посмотреть эту статью.	24*N

Коллекции из пакета java.util.concurrent

Название	Основан на	Описание
CopyOnWriteArrayList	List	Реализация List интерфейса, аналогичная ArrayList, но при каждом изменении списка, создается новая копия всей коллекции. Это требует очень больших ресурсов при каждом изменении коллекции, однако для данного вида коллекции не требуется синхронизации, даже при изменении коллекции во время итерирования.

Узкоспециализированные коллекции на основе List.

Название	Основан на	Описание
RoleList	ArrayList	Коллекция для хранения списка ролей (Roles). Узкоспециализированная коллекция основанная на ArrayList с несколькими дополнительными методами
RoleUnresolvedList	ArrayList	Коллекция для хранения списка unresolved ролей (Unresolved Roles). Узкоспециализированная коллекция основанная на ArrayList с несколькими дополнительными методами
AttributeList	ArrayList	Коллекция для хранения атрибутов MBean. Узкоспециализированная коллекция основанная на ArrayList с несколькими дополнительными методами

* — размер дан в байтах для 32 битных систем и Compressed Oops, где N это capacity списка

Название	Основан на	Описание	Размер*
HashSet	Set	Реализация Set интерфейса с использованием хеш-таблиц. В большинстве случаев, лучшая возможная реализация Set интерфейса.	32*S + 4*C
LinkedHashSet	HashSet	Реализация Set интерфейса на основе хеш-таблиц и связанного списка. Упорядоченное по добавлению множество, которое работает почти так же быстро как HashSet. В целом, практически тоже самое что HashSet, только порядок итерирования по множеству определен порядком добавления элемента во множество в первый раз.	40 * S + 4*C
TreeSet	NavigableSet	Реализация NavigableSet интерфейса, используя красно-черное дерево. Отсортировано с помощью Comparator или натурального порядка, то есть обход/итерирование по множеству будет происходить в зависимости от правила сортировки. Основано на TreeMap, так же как HashSet основан на HashMap	40 * S
EnumSet	Set	Высокопроизводительная реализация Set интерфейса, основанная на битовом векторе. Все элементы EnumSet объекта должны принадлежать к одному единственному enum типу	S/8

* — размер дан в байтах для 32 битных систем и Compressed Oops, где С это capacity списка, S это size списка

Узкоспециализированные коллекции на основе Set

Название	Основан на	Описание
JobStateReasons	HashSet	Коллекция для хранения информации о заданиях печати (print job’s attribute set). Узкоспециализированная коллекция основанная на HashSet с несколькими дополнительными методами

Коллекции из пакета java.util.concurrent

Название	Основан на	Описание
CopyOnWriteArraySet	Set	Аналогично CopyOnWriteArrayList при каждом изменении создает копию всего множества, поэтому рекомендуется при очень редких изменениях коллекции и требованиях к thread-safe
ConcurrentSkipListSet	Set	Является многопоточным аналогом TreeSet

Универсальные коллекции общего назначения, реализующие Map:

Название	Основан на	Описание	Размер*
HashMap	Map	Реализация Map интерфейса с помощью хеш-таблиц (работает как не синхронная Hashtable, с поддержкой ключей и значений равных null). В большинстве случаев лучшая по производительности и памяти реализация Map интерфейса. Если интересны подробности устройства HashMap советую посмотреть эту статью.	32 * S + 4*C
LinkedHashMap	HashMap	Реализация Map интерфейса, на основе хеш-таблицы и связного списка, то есть ключи в Map’е хранятся и обходятся во порядке добавления. Данная коллекция работает почти так же быстро как HashMap. Так же она может быть полезна для создания кешей (смотрите removeEldestEntry (Map.Entry) ). Если интересны подробности устройства LinkedHashMap советую посмотреть эту статью.	40 * S + 4*C
TreeMap	NavigableMap	Реализация NavigableMap с помощью красно-черного дерева, то есть при обходе коллекции, ключи будут отсортированы по порядку, так же NavigableMap позволяет искать ближайшее значение к ключу.	40 * S
WeakHashMap	Map	Аналогична HashMap, однако все ключи являются слабыми ссылками (weak references), то есть garbage collected может удалить объекты ключи и объекты значения, если других ссылок на эти объекты не существует. WeakHashMap один из самых простых способов для использования всех преимуществ слабых ссылок.	32 * S + 4*C
EnumMap	Map	Высокопроизводительная реализация Map интерфейса, основанная на простом массиве. Все ключи в этой коллекции могут принадлежать только одному enum типу.	4*C
IdentityHashMap	Map	Identity-based Map, так же как HashMap, основан на хеш-таблице, однако в отличии от HashMap он никогда не сравнивает объекты на equals, только на то является ли они реально одиним и тем же объектом в памяти. Это во-первых, сильно ускоряет работу коллекции, во-вторых, полезно для защиты от «spoof attacks», когда сознательно генерируется объекты equals другому объекту. В-третьих, у данной коллекции много применений при обходе графов (таких как глубокое копирование или сериализация), когда нужно избежать обработки одного объекта несколько раз.	8*C

* — размер дан в байтах для 32 битных систем и Compressed Oops, где С это capacity списка, S это size списка

Коллекции из пакета java.util.concurrent

Название	Основан на	Описание
ConcurrentHashMap	ConcurrentMap	Многопоточный аналог HashMap. Все данные делятся на отдельные сегменты и блокируются только отдельные сегменты при изменении, что позволяет значительно ускорить работу в многопоточном режиме. Итераторы никогда не кидают ConcurrentModificationException для данного вида коллекции
ConcurrentSkipListMap	ConcurrentNavigableMap	Является многопоточным аналогом TreeMap

Название	Основан на	Описание	Размер*
ArrayDeque	Deque	Эффективная реализация Deque интерфейса, на основе динамического массива, аналогичная ArrayList	6*N
LinkedList	Deque	Реализация List и Deque интерфейса на основе двухстороннего связанного списка, то есть когда каждый элемент, указывает на предыдущий и следующий элемент.При работе через Queue интерфейс, LinkedList действует как FIFO очередь.	40*N
PriorityQueue	Queue	Неограниченная priority queue, основанная на куче (нeap). Элементы отсортированы в натуральном порядке или используя Comparator. Не может содержать null элементы.

* — размер дан в байтах для 32 битных систем и Compressed Oops, где С это capacity списка, S это size списка

Многопоточные Queue и Deque, который определены в java.util.concurrent, требуют отдельной статьи, поэтому здесь приводить их не буду, если вам интересна информация о них советую прочитать вот эту статью

Название	Описание	Размер*
BitSet	Несмотря на название, BitSet не реализует интерфейс Set. BitSet служит для компактной записи массива битов.	N / 8

Алгоритмы- В классе Collections содержится много полезных статистических методов.
Для работы с любой коллекцией:

Метод	Описание
frequency(Collection, Object)	Возвращает количество вхождений данного элемента в указанной коллекции
disjoint(Collection, Collection)	Возвращает true, если в двух коллекциях нет общих элементов
addAll(Collection, T…)	Добавляет все элементы из указанного массива (или перечисленные в параметрах) в указанную коллекцию
min(Collection)	Возвращение минимального элемента из коллекции
max(Collection)	Возвращение максимального элемента из коллекции

Для работы со списками:

Метод	Описание
sort(List)	Сортировка с использованием алгоритма сортировки соединением (merge sort algorithm), производительность которой в большинстве случаев близка к производительности быстрой сортировки (high quality quicksort), гарантируется O (n*log n) производительность (в отличии от quicksort), и стабильность (в отличии от quicksort). Стабильная сортировка это такая которая не меняет порядок одинаковых элементов при сортировке
binarySearch(List, Object)	Поиск элемента в списке (list), используя binary search алгоритм.
reverse(List)	Изменение порядка всех элементов списка (list)
shuffle(List)	Перемешивание всех элементов в списке в случайном порядке
fill(List, Object)	Переписывание каждого элемента в списке каким-либо значением
copy(List dest, List src)	Копирование одного списка в другой
rotate(List list, int distance)	Передвигает все элементы в списке на указанное расстояние
replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal)	Заменяет все вхождения одного значения на другое
indexOfSubList(List source, List target)	Возвращает индекс первого вхождения списка target в список source
lastIndexOfSubList(List source, List target)	Возвращает индекс последнего вхождения списка target в список source
swap(List, int, int)	Меняет местами элементы, находящиеся на указанных позициях

В Java 8 так же появился такой способ работы с коллекциями как stream Api, но мы рассмотрим примеры его использование далее в разделе 5.

Коллекция	Описание внутреннего устройства
ArrayList	Данная коллекция лишь настройка над массивом + переменная хранящая size списка. Внутри просто массив, который пересоздается каждый раз когда нет места для добавления нового элемента. В случае, добавления или удаления элемента внутри коллекции весь хвост сдвигается в памяти на новое место. К счастью, копирование массива при увеличении емкости или при добавлении/удалении элементов производится быстрыми нативными/системными методами. Если интересны подробности советую посмотреть эту статью.
LinkedList	Внутри коллекции используется внутренний класс Node, содержащий ссылку на предыдущий элемент, следующий элемент и само значение элемента. В самом инстансе коллекции хранится размер и ссылки на первый и последний элемент коллекции. Учитывая что создание объекта дорогое удовольствие для производительности и затратно по памяти, LinkedList чаще всего работает медленно и занимает намного больше памяти чем аналоги. Обычно ArrayList, ArrayDequery лучшее решение по производительности и памяти, но в некоторых редких случаях (частые вставки в середину списка с редкими перемещениями по списку), он может быть быть полезен (но в этом случае полезнее использовать TreeList от apache). Если интересны подробности советую посмотреть эту статью.
HashMap	Данная коллекция построена на хеш-таблице, то есть внутри коллекции находится массив внутреннего класса (buket) Node равный capacity коллекции. При добавлении нового элемента вычисляться его хеш-функция, делиться на capacity HashMap по модулю и таким образом вычисляется место элемента в массиве. Если на данном месте ещё не храниться элементов создается новый объект Node с ссылкой на добавляемый элемент и записывается в нужное место массива. Если на данном месте уже есть элемент/ы (происходит хеш-коллизия), то так Node является по сути односвязным списком, то есть содержит ссылку на следующий элемент, то можно обойти все элементы в списке и проверить их на equals добавляемому элементу, если этот такого совпадение не найдено, то создается новый объект Node и добавляется в конец списка. В случае, если количество элементов в связном списке (buket) становится более 8 элементов, вместо него создается бинарное дерево. Подробнее о хеш таблицах смотрите вики (в HashMap используется метод цепочек для разрешения коллизий). Если интересны подробности устройства HashMap советую посмотреть эту статью.
HashSet	HashSet это просто HashMap, в которую записывается фейковый объект Object вместо значения, при этом имеет значение только ключи. Внутри HashSet всегда хранится коллекция HashMap.
IdentityHashMap	IdentityHashMap это аналог HashMap, но при этом не требуется элементы проверять на equals, так как разными считаются любые два элементы. указывающие на разные объекты. Благодаря этому удалось избавится от внутреннего класса Node, храня все данные в одном массиве, при этом при коллизиях ищется подходящая свободная ячейка до тех пор пока не будет найдена (метод открытой адресации).Подробнее о хеш таблицах смотрите вики (в IdentityHashMap используется метод открытой адресации для разрешения коллизий)
LinkedHashMap/LinkedHashSet	Внутренняя структура практически такая же как при HashMap, за исключением того что вместо внутреннего класса Node, используется TreeNode, которая знает предыдущее и следующее значение, это позволяет обходить LinkedHashMap по порядку добавления ключей. По сути, LinkedHashMap = HashMap + LinkedList. Если интересны подробности устройства LinkedHashMap советую посмотреть эту статью.
TreeMap/TreeSet	Внутренняя структура данных коллекций построена на сбалансированным красно-черным деревом, подробнее о нем можно почитать в вики
WeakHashMap	Внутри все организовано практически как в HashMap, за исключением что вместо обычных ссылок используются WeakReference и есть отдельная очередь ReferenceQueue, необходимая для удаления WeakEntries
EnumSet/EnumMap	В EnumSet и EnumMap в отличие от HashSet и HashMap используются битовые векторы и массивы для компактного хранения данных и ускорения производительности. Ограничением этих коллекций является то что EnumSet и EnumMap могут хранить в качестве ключей только значения одного Enum’а.

Давайте посмотрим какие ещё полезные сущности содержит официальный гайд по коллекциями
1) Wrapper implementations — Обертки для добавления функциональности и изменения поведения других реализаций. Доступ исключительно через статистические методы.

• Collections.unmodifiableInterface— Обертка для создания не модифицируемой коллекции на основе указанной, при любой попытки изменения данной коллекции будет выкинут UnsupportedOperationException
  
• Collections.synchronizedInterface— Создания синхронизированной коллекции на основе указанной, до тех пор пока доступ к базовой коллекции идет через коллекцию-обертку, возвращенную данной функцией, потокобезопасность гарантируется.
  
• Collections.checkedInterface — Возвращает коллекцию с проверкой правильности типа динамически
  (во время выполнения), то есть возвращает type-safe view для данной коллекции, который
  выбрасывает ClassCastException при попытке добавить элемент ошибочного типа. При использовании
  механизма generic’ов JDK проверяет на уровне компиляции соответствие типов, однако этот механизм
  можно обойти, динамическая проверка типов не позволяет воспользоваться этой возможностью.

2) Adapter implementations — данная реализация адаптирует один интерфейс коллекций к другому

• newSetFromMap (Map) — Создает из любой реализации Set интерфейса реализацию Map интерфейса.
• asLifoQueue (Deque) — возвращает view из Deque в виде очереди работающей по принципу Last In First Out (LIFO).
  

3) Convenience implementations — Высокопроизводительные «мини-реализации» для интерфейсов коллекций.

• Arrays.asList — Позволяет отобразить массив как список (list)
• emptySet, emptyList и emptyMap — возвращает пустую не модифицированную реализацию empty set, list, or
  map
  
• singleton, singletonList и singletonMap — возвращает не модифицируемый set, list или map, содержащий один заданный объект (или одно связь ключ-значение)
  
• nCopies — Возвращает не модифицируемый список, содержащий n копий указанного объекта

4) Абстрактные реализации интерфейсов — Реализация общих функций (скелета коллекций) для упрощения создания конкретных реализаций коллекций.

• AbstractCollection — Абстрактная реализация интерфейса Collection для коллекций, которые не являются ни множеством, ни списком (таких как «bag» или multiset).
  
• AbstractSet — Абстрактная реализация Set интерфейса.
• AbstractList — Абстрактная реализация List интерфейса для списков, позволяющих позиционный доступ (random access), таких как массив.
  
• AbstractSequentialList — Абстрактная реализация List интерфейса, для списков, основанных на последовательном доступе (sequential access), таких как linked list.
  
• AbstractQueue — Абстрактная Queue реализация.
• AbstractMap — Абстрактная Map реализация.

4) Инфраструктура

• Iterators — Похожий на обычный Enumeration интерфейс, но с большими возможностями.
• Iterator — Дополнительно к функциональности Enumeration интерфейса, который включает возможности по удалению элементов из коллекции.
  
• ListIterator — это Iterator который используется для lists, который добавляет к функциональности обычного Iterator интерфейса, такие как итерация в обе стороны, замена элементов, вставка элементов, получение по индексу.
  

5) Ordering

• Comparable — Определяет натуральный порядок сортировки для классов, которые реализуют их. Этот порядок может быть использован в методах сортировки или для реализации sorted set или map.
  
• Comparator — Represents an order relation, which can be used to sort a list or maintin order in a sorted set or map. Can override a type’s natural ordering or order objects of a type that does not implement the Comparable interface.
  

6) Runtime exceptions

• UnsupportedOperationException — Это ошибка выкидывается когда коллекция не поддерживает операцию, которая была вызвана.
  
• ConcurrentModificationException — Выкидывается iterators или list iterators, если коллекция на которой он основан была неожиданно (для алгоритма) изменена во время итерирования, также выкидывается во views основанных на списках, если главный список был неожиданно изменен.
  

7) Производительность

• RandomAccess — Интерфейс-маркер, который отмечает списки позволяющие быстрый (как правило за константное время) доступ к элементу по позиции. Это позволяет генерировать алгоритмы учитывающие это поведение для выбора последовательного и позиционного доступа.

8) Утилиты для работы с массивами

• Arrays — Набор статических методов для сортировки, поиска, сравнения, изменения размера, получения хеша для массива. Так же содержит методы для преобразования массива в строка и заполнения массива примитивами или объектами.

Stream API это новый способ работать со структурами данных в функциональном стиле. Чаще всего с помощью stream в Java 8 работают с коллекциями, но на самом деле этот механизм может использоваться для самых различных данных.

Stream Api позволяет писать обработку структур данных в стиле SQL, то если раньше задача получить сумму всех нечетных чисел из коллекции решалась следующим кодом:

        Integer sumOddOld = 0; 
        for(Integer i: collection) {
            if(i % 2 != 0) {
                sumOddOld += i;
            }
        }

То с помощью Stream Api можно решить такую задачу в функциональном стиле:

       Integer sumOdd = collection.stream().filter(o -> o % 2 != 0).reduce((s1, s2) -> s1 + s2).orElse(0);

Более того, Stream Api позволяет решать задачу параллельно лишь изменив stream () на parallelStream () без всякого лишнего кода, т.е.

       Integer sumOdd = collection.parallelStream().filter(o -> o % 2 != 0).reduce((s1, s2) -> s1 + s2).orElse(0);

Уже делает код параллельным, без всяких семафоров, синхронизаций, рисков взаимных блокировок и т.п.

Перечислим несколько способов создать стрим

Способ создания стрима	Шаблон создания	Пример
1. Классический: Создание стрима из коллекции	collection.stream()	Collection collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3"); Stream streamFromCollection = collection.stream();
2. Создание стрима из значений	Stream.of(значение1, … значениеN)	Stream streamFromValues = Stream.of("a1", "a2", "a3");
3. Создание стрима из массива	Arrays.stream(массив)	String[] array = {"a1","a2","a3"}; Stream streamFromArrays = Arrays.stream(array);
4. Создание стрима из файла (каждая строка в файле будет отдельным элементом в стриме)	Files.lines(путь_к_файлу)	Stream streamFromFiles = Files.lines(Paths.get("file.txt"))
5. Создание стрима из строки	«строка».chars()	IntStream streamFromString = "123".chars()
6. С помощью Stream.builder	Stream.builder().add(…)…build()	Stream.builder().add("a1").add("a2").add("a3").build()
7. Создание параллельного стрима	collection.parallelStream()	Stream stream = collection.parallelStream();
8. Создание бесконечных стрима с помощью Stream.iterate	Stream.iterate(начальное_условие, выражение_генерации)	Stream streamFromIterate = Stream.iterate(1, n -> n + 1)
9. Создание бесконечных стрима с помощью Stream.generate	Stream.generate(выражение_генерации)	Stream streamFromGenerate = Stream.generate(() -> "a1")

Общее правило: у stream’a может быть сколько угодно вызовов конвейерных вызовов и в конце один терминальный, при этом все конвейерные методы выполняются лениво и пока не будет вызван терминальный метод никаких действий на самом деле не происходит, так же как создать объект Thread или Runnable, но не вызвать у него start.

В целом, этот механизм похож на конструирования SQL запросов, может быть сколько угодно вложенных Select’ов и только один результат в итоге. Например, в выражении collection.stream ().filter ((s) → s.contains (»1»)).skip (2).findFirst (), filter и skip — конвейерные, а findFirst — терминальный, он возвращает объект Optional и это заканчивает работу со stream’ом.