前言

本文将介绍 Kotlin 中 序列（Sequence）的概念及使用，并介绍该惰性集合操作对集合链式调用性能优化背后的原理。

目录

序列（Sequence）

概念

在使用 Kotlin 集合操作符进行链式调用时，例如 map 和 filter 时，都会在函数内部创建中间集合，比如下面的例子，使用 map 和 filter 在 User 集合中筛选出性别为男的成员，返回结果是一个集合。

users.map(User :: sex).filter {it.sex.equals("male")}

序列的用法

序列的用法很简单，只需要再集合后添加asSeqence() 函数即可

users.asSequence().map(User :: sex).filter {it.sex.equals("male")}

这里插播一个概念，其中 User :: user 是成员引用，具体介绍如下

成员引用（Member References）

概念

成员引用可以使你方便的调用某个类的成员，这个成员包括对应类的属性或方法.双冒号前的是被引用的类，双冒号后是需要返回的属性或方法名，如下所示是返回 User 成员的 sex 属性：

User :: sex

成员引用可以方便的赋值给其他变量或函数，例如上述寻找性别为 male 的例子，也可以用稍微复杂的写法，如下：

users.map(user : User -> user.sex).filter {it.sex.equals("male")}

可见成员引用的写法可读性更强。

再谈序列

让我们回到序列介绍。上文提到使用 map 和 filter 时，都会在函数内部创建中间集合，这会导致一个问题，如果源列表，就是 users 中元素特别多，集合的链式处理会变得十分低效，原因是创建了多次中间集合。而如果先将待处理集合通过 asSequence() 方法转换为序列，再进行 map 和 filter 操作，就会变得十分高效。对于是否使用序列进行集合操作，有几个前提，如果使用不当，反而会造成性能损失。这里总结一下使用场景：

序列性能测试

上文提到，是否使用序列的条件之一是处理大量数据，那么这个阈值究竟是多少？下面来进行一个性能测试，构造一个商品列表，其中每个商品包含商品名和价格两个属性，现在要求出对每个商品的价格加价 100 后，价格为奇数 的商品的个数，这里用到了 count() 方法，作用是求得集合内满足 count 条件的元素的个数，代码如下：

/*** 商品类*/
data class Commodity(var name: String, var price: String)

import java.util.*fun main(args: Array<String>) {val commodityList = ArrayList<Commodity>()for (i in 0..1000000) {val goods = Commodity("商品 $i", i * 5)commodityList.add(goods)}val startTime = System.currentTimeMillis()commodityList.asSequence() // 使用此函数代表使用 Kotlin 序列功能.map { it.price + 100 }.count { it % 2 != 0 }println("consume time is ${System.currentTimeMillis() - startTime} ms")}

测试结果折线图如下，其中横坐标为集合内元素的个数，纵坐标为代码执行时间，橙色线代表未使用序列，蓝色线代表使用序列：

表格对比如下：

由图可得出如下结论：

• 上文提到的阈值大致为「一百万」个元素，大于该阈值时，使用序列大致能带来 90 % 的性能提升
• 在小于「十万」个元素时，使用序列反而会造成性能下降
  

  为什么序列会提高集合操作的性能？

  1. 序列对集合的操作是惰性的。
  2. 不需要额外的创建中间集合保存链式操作的中间结果

对于第一点，惰性这个词可能给人带来迷惑，这和使用序列后，集合的计算方式有关，下面来介绍这一点，在下面这个例子中，你需要在一个整型数据集合，将每个数乘以 2 ，并找出集合中小于 10 的第一个元素。

var result = listOf(2,4,6,8,10).asSequence.map(it * 2).find(it > 10)

find() 方法的作用是在集合中查找满足条件的第一个元素，并返回查找到的值。下图是 Kotlin 使用序列进行处理

由图可知，所谓惰性，就是在使用 map 或 filter 等操作符的时候，在代码的执行顺序上，不会优先遍历所有的集合，即偷个懒，先对集合中第一个元素进行 map 和 filter, 然后对该元素执行 find 操作，发现满足 find 的条件，就立刻返回结果，由此可见，在有 map 和 find 或 last 等操作符组合时，序列的性能优化能发生最大的作用。

小结

1. 在进行集合操作时，使用序列操作符，可以降低集合操作的时间和占用的空间，降低时间的原因是惰性操作，降低空间占用的原因是序列在执行操作时不会创建中间集合。
2. 序列操作虽好，但也要视业务场景决定是否使用，否则反而会降低效率。

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