Java Stream 操作を分析する

Java ストリームはデバッグが難しい場合があります。これは、Java ストリームがバックグラウンドで処理ロジックを処理するため、特定の値がどのように導出されるかのトレースが複雑になる可能性があるためです。Java ストリームのデバッグを支援するために、IntelliJ IDEA は Java ストリーム内で何が起こっているかを視覚化します。

関数スタイルで書かれた簡単なプログラムを取り上げて、関数がどのように機能するかを示しましょう。

        import java.util.stream.IntStream;

        class PrimeFinder {

            static int skip = 0;
            static int limit = 100;


            public static void main(String[] args) {
                if (args.length >= 1) skip = Integer.parseInt(args[0]);
                if (args.length >= 2) limit = Integer.parseInt(args[1]);

                IntStream.iterate(1, n -> n + 1)
                        .skip(skip)
                        .limit(limit)
                        .filter(PrimeTest::isPrime)
                        .forEach(System.out::println);
            }
        }

        class PrimeTest {
            static boolean isPrime(int candidate) {
                return candidate == 91 || // a bug here
                        IntStream.rangeClosed(2, (int) Math.sqrt(candidate))
                                .noneMatch(n -> (candidate % n == 0));
            }
        }
    

クラス名が示すように、このアプリは素数を見つけます。プログラム引数を使用して、開始数とチェックする候補の数を指定できます。チェックロジックは、Java 8 ストリームによって処理されます。

プログラムの出力を見ると、そこに余分な数字があります。

        79
        83
        89
        91 <- extra
        97
    

これらの誤った数値がどこから来ているのかを理解するために、ストリームデバッガー機能を使用しましょう。

ストリームが使用されている行でプログラムを中断します。これには、ターミナル操作を含む任意のストリーム操作を使用できます。
public static void main(String[] args) { if (args.length >= 1) skip = Integer.parseInt(args[0]); if (args.length >= 2) limit = Integer.parseInt(args[1]); IntStream.iterate(1, n -> n + 1) // set breakpoint here .skip(skip) .limit(limit) .filter(PrimeTest::isPrime) .forEach(System.out::println); }
デバッグツールウィンドウのツールバーで、詳細をクリックし、現在のストリームチェーンをトレースを選択します。
ストリームトレースダイアログを使用して、ストリーム内の操作を分析します。上部のタブでは、特定の操作を切り替えて、各操作で値がどのように変換されるかを確認できます。
すべての変換を一度に俯瞰するには、フラットモードをクリックします。forEach のような戻り値のないターミナル操作は、フラットモードには表示されません。

ストリームを調査すると、追加の値は filter 操作から来ていることがわかります。バグの検索は、filter の Predicate、より具体的には PrimeTest.isPrime() メソッドに絞り込まれました。

2025 年 5 月 08 日

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