Question

import java.util.stream.*;
import java.util.*;

class TestInfiniteStream {
    public static void main(String args[]) {
        IntStream infiniteStream = new Random().ints();
        IntStream sortedStream = infiniteStream.sorted();

        sortedStream.forEach(i -> System.out.println(i));
    }
}

编译并执行此代码后，我收到以下错误。

Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Stream size exceeds max array size

对流进行排序是否会在无限流中失败？

Answer 1

“在无限流中对流进行排序会失败吗？”的简单答案是“是。”sorted()是一个有状态的中间操作，它具有在将任何元素传递给下游操作之前，通过缓冲整个内容并对其进行排序来实现。

理论上，它不需要那样。由于您使用的forEach已明确指定为以未定义的顺序处理元素，因此在new Random().ints().sorted().forEach(System.out::println);用例中可以省略排序步骤。但即使你使用forEachOrdered，也有理论上可以实现的正确答案。由于您的流是无限的并且将重复包含所有int值，因此正确的排序输出将永远打印-2147483648（==Integer.MIN_VALUE），因为这是该流中无限次包含的最小值

但是，为了给出正确的答案，实现将需要特定的代码来处理这种情况，这没有多大实际价值。相反，实现处理这种情况就像流场景的任何其他排序一样，对于无限流将失败。

在这种特定情况下，流具有导致不同的异常异常消息的优化。作为Eugene pointed out，此流的行为类似于Long.MAX_VALUE（==2⁶³）元素的固定大小流，而不是真正无限的流。这是公平的，考虑到Random生成的流将在2⁴⁸值之后重复，因此整个流在结束之前重复32768次而不是永远运行。无论如何，在处理9223372036854775807元素之后，你不太可能目睹这种“突然”的结局。但是这种优化的结果是流将以“流大小超过最大数组大小”消息快速失败，而不是在经过一些处理后失败并出现“OutOfMemoryError”。

如果您删除尺寸信息，例如通过

new Random().ints().filter(x -> true).sorted().forEach(System.out::println);

操作将尝试缓冲，直到java.lang.OutOfMemoryError失败。

也是如此

IntStream.generate(new Random()::nextInt).sorted().forEach(System.out::println);

首先不向流提供大小信息。在任何一种情况下，它都不会在排序开始之前对缓冲进行排序。

如果你想在评论中说出“元素限制的分类运行”，你必须在排序前应用限制，例如

new Random().ints().limit(100).sorted().forEach(System.out::println);

尽管仍然使用大小的流更有效，例如

new Random().ints(100).sorted().forEach(System.out::println);

Answer 2

不，你无法对无限流进行排序。

您的无限流new Random().ints()产生的整数多于存储在数组（或任何数组）中的整数，后者在后台用于存储要排序的整数。数组当然不能保持无限数量的整数; only a capacity close to Integer.MAX_VALUE numbers

退后一步，任何人或任何东西如何排序无数个整数？什么都没有，也没有人可以;至少需要无限的时间。

对流进行排序是否会在无限流中失败？

你有点回答了自己的问题; IllegalArgumentException是失败的具体原因。它只是因为您创建了一个试图执行此操作的程序，并且遇到了Java数组限制。

sorted方法将在排序任何内容之前尝试读取整个流。它在读取整个流之前不会进行任何中间排序，因此不会进行任何排序，部分或全部。

Answer 3

这是一个有趣的问题，不幸的是你的关键描述在评论中。首先，它并不是一个真正的无限的＆＃34;在您的情况下，负责的分裂者RandomIntsSpliterator甚至会说：

......还通过对待＆＃34;无限＆＃34;等同于Long.MAX_VALUE ...

现在有趣的部分，分裂者将报告这些特征：

public int characteristics() {
        return (Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED |
                Spliterator.NONNULL | Spliterator.IMMUTABLE);
}

好吧，我不知道为什么的原因，但报告SIZED或SUBSIZED无限流...可能无关紧要要么（因为你通常用limit链接这些）。

因为报告了SIZED（大小为Long.MAX_VALUE），因此内部SizedIntSortingSink有一个带有支票的接收器：

if (size >= Nodes.MAX_ARRAY_SIZE)
      throw new IllegalArgumentException(Nodes.BAD_SIZE);

显然会失败。

对比IntStream.generate 没有报告SIZED - 这对我来说很有意义，所以整个输入必须由sorted缓冲，然后再处理到终端操作;很明显，这会因OutOfMemory而失败。

证明distinct不会在这里充当障碍，等待处理所有值，这也很有趣。相反，一旦它知道以前没有看到它，它就可以将它们传递给终端操作：

Random r = new Random();
IntStream.generate(() -> r.nextInt())
        .distinct()
        .forEach(System.out::println);

在最终死于OutOfMemory之前，这将持续相当长的一段时间。或者正如Holger在评论中非常好地补充的那样，它也可能会挂起：

 IntStream.generate(() -> new Random()
          .nextInt(2))
          .distinct()
          .forEach(System.out::println);

从Infinite Stream派生的排序流无法迭代

3 个答案: