299. Java Stream API - 逐个消费流元素：使用 forEach() 方法

🎯 forEach() 是什么？

forEach() 是一个终止操作，适用于 将流中的每个元素传递给一个 Consumer（消费者）来进行处理。

👀 它通常用于对每个元素执行副作用操作，比如打印、写日志、发送网络请求等。

✅ 示例：打印所有符合条件的元素

import java.util.stream.Stream;

public class ForEachExample {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> strings = Stream.of("one", "two", "three", "four");

        strings.filter(s -> s.length() == 3)
               .map(String::toUpperCase)
               .forEach(System.out::println);
    }
}

输出结果：

ONE
TWO

⚠️ 注意！forEach() 用得爽，可能也藏坑！

虽然 forEach() 看起来很简单，但它背后隐藏的问题是 “副作用（side-effect）”。

什么是副作用？

当 Lambda 表达式改变了它之外的状态，比如：

• 修改外部变量；
• 向集合中添加元素；
• 改变字段、写文件、打印控制台等等。

⚠️ 副作用例子（容易出问题的写法）

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

public class SideEffectExample {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> strings = Stream.of("one", "two", "three", "four");

        List<String> result = new ArrayList<>();

        strings.filter(s -> s.length() == 3)
               .map(String::toUpperCase)
               .forEach(result::add); // ❌ 有副作用！

        System.out.println("result = " + result);
    }
}

输出：

result = [ONE, TWO]

❗ 为什么这种写法有风险？

1. 副作用 = 捕获外部变量 = 捕获式 Lambda
   → 性能下降，JVM 生成额外对象。
2. 并发不安全
   → 如果使用 parallelStream() 并发处理，多个线程同时写入 ArrayList 会出错或数据错乱。
3. 副作用让代码难以测试、难以维护
   → 你很难保证副作用带来的状态是否正确，尤其在并发环境中。

✅ 更推荐的做法：无副作用地收集元素

✅ 使用 toList() 方法（Java 16+）

import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class SafeCollectExample {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> strings = Stream.of("one", "two", "three", "four");

        List<String> result = strings
                .filter(s -> s.length() == 3)
                .map(String::toUpperCase)
                .toList(); // ✅ 无副作用

        System.out.println("result = " + result);
    }
}

输出：

result = [ONE, TWO]

✅ 使用 Collectors.toList()（适用于 Java 8+）

import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;

public class CollectorsExample {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> strings = Stream.of("one", "two", "three", "four");

        List<String> result = strings
                .filter(s -> s.length() == 3)
                .map(String::toUpperCase)
                .collect(Collectors.toList()); // ✅ 无副作用

        System.out.println("result = " + result);
    }
}

🔍 对比：三种方式对比总结

🚀 小结与最佳实践建议

✅ forEach() 最适合：

• 调试（打印、日志）
• 执行单个操作（写数据库、发请求）
• 你清楚知道副作用不会引发问题的情况

❌ 不推荐使用 forEach() 来：

• 将结果“收集”到集合中（请使用 .collect() 或 .toList()）
• 执行可能会在并发环境下出错的操作

🎁 结语一句话：

能用 collect() 就别用 forEach() + 副作用收集，能避免副作用就避免副作用！