Java8 Lamda詳解

anquan 發布于2019-08-14 15:20 / 1524人閱讀

摘要：局部變量表達式的方法體與嵌套代碼塊有著相同的作用域。在表達式中不允許聲明一個與局部變量同名的參數或者局部變量。不可變的約束只作用在局部變量上，如果是一個實例變量或者閉合類的靜態變量，那么不會有任何錯誤被報告出來即使結果同樣未定義。

完整的Java學習的路線圖可以參考:我的編程之路--知識管理與知識體系

Lambda&Closures

Java8 Lambda表達式10個示例

閉包一般指存在自由變量的代碼塊，它與對象類似，都是用來描述一段代碼與其環境的關系。在Java中，Lambda表達式就是閉包。事實上，內部類一直都是閉包，而Java8中為閉包賦予了更吸引人的語法。一個Lambda表達式包括三個部分：

一段代碼

參數

自由變量的值，這里的“自由”指的是那些不是參數并且沒有在代碼中定義的變量。

Lambda表達式本身是構造了一個繼承自某個函數式接口的子類，所以可以用父類指針指向它。Java中本質上閉包中是采用的值捕獲，即不可以在閉包中使用可變對象。但是它實際上是允許捕獲事實上不變量，譬如不可變的ArrayList，只是指針指向不可變罷了。雖然實現用的是值捕獲，但效果看起來跟引用捕獲一樣；就算以后的Java擴展到允許通用的（對可變變量的）引用捕獲，也不會跟已有的代碼發生不兼容。

Java中最常見的閉包的使用如下所示：

Runnable task = () -> {
    // do something
};

Comparator cmp = (s1, s2) -> {
    return Integer.compare(s1.length(), s2.length());
};

方法引用

有時候Lambda表達式的代碼就只是一個簡單的方法調用而已，遇到這種情況，Lambda表達式還可以進一步簡化為方法引用（Method References）。一共有四種形式的方法引用。

（1）靜態方法引用

List ints = Arrays.asList(1, 2, 3);
ints.sort(Integer::compare);

（2）某個特定對象的實例方法

例如前面那個遍歷并打印每一個word的例子可以寫成這樣：

words.forEach(System.out::println);

（3）某個類的實例方法

例如：

words.stream().map(word -> word.length()); // lambda
words.stream().map(String::length); // method reference

（4）構造函數引用

// lambda
words.stream().map(word -> {
    return new StringBuilder(word);
});
// constructor reference
words.stream().map(StringBuilder::new);

Variable Scope(變量作用域)

在Lambda中，變量的作用域與訪問操作主要遵循以下規則：

本地變量(Local Variable)可以訪問但是不可以修改。

類成員變量與靜態變量可以被讀寫，即閉包中的this實際指向的是創建該Lambda表達式的方法的this參數。

函數式接口的默認方法不可以在Lambda表達式中被訪問。

（1）局部變量
lambda表達式的方法體與嵌套代碼塊有著相同的作用域。因此它也適用同樣的命名沖突和屏蔽規則。在lambda表達式中不允許聲明一個與局部變量同名的參數或者局部變量。

Path first = Paths.get("/usr/bin");
Comparator comp = （first,second) ->
    Integer.compare(first.length(),second.length());
//錯誤，變量first已經定義了

在一個方法里，你不能有兩個同名的局部變量，因此，你也不能在lambda表達式中引入這樣的變量。在下一個示例中，lambda表達式有兩個自由變量，text和count。數據結構表示lambda表達式必須存儲這兩個變量的值，即“Hello”和20。我們可以說，這些值已經被lambda表達式捕獲了（這是一個技術實現的細節。例如，你可以將一個lambda表達式轉換為一個只含一個方法的對象，這樣自由變量的值就會被復制到該對象的實例變量中）。

package java8test;

public class T1 {
    public static void main(String[] args) {
        repeatMessage("Hello", 20);
    }
    public static void repeatMessage(String text,int count){
        Runnable r = () -> {
            for(int i = 0; i < count; i++){
                System.out.println(text);
                Thread.yield();
            }
        };
        new Thread(r).start();
    }
}

（2）this

當你在lambda表達式中使用this關鍵字，你會引用創建該lambda表達式的方法的this參數，以下面的代碼為例：

public class Application{
    public void doWork(){
        Runnable runner = () -> {....;System.out.println(this.toString());......};
    }
}

表達式this.toString()會調用Application對象的toString()方法，而不是Runnable實例的toString()方法。在lambda表達式中使用this，與在其他地方使用this沒有什么不同。lambda表達式的作用域被嵌套在doWork()方法中，并且無論this位于方法的何處，其意義都是一樣的。

（3）引用的變量不可更改

Lambda表達式可以捕獲閉合作用域中的變量值。在Java中，為了確保被捕獲的值是被良好定義的，需要遵守一個重要的約束。在lambda表達式中，被引用的變量的值不可以被更改。例如，下面這個表達式是不合法的：

public static void repeatMessage(String text,int count){
    Runnable r = () -> {
        while(count > 0){
            count--;        //錯誤，不能更改已捕獲變量的值
            System.out.println(text);
            Thread.yield();
         }
     };
     new Thread(r).start();
}

做出這個約束是有原因的。更改lambda表達式中的變量不是線程安全的。假設有一系列并發的任務，每個線程都會更新一個共享的計數器。

int matches = 0;
for(Path p : files)
    new Thread(() -> {if(p中包含某些屬性) matches++;}).start();    //非法更改matches的值

如果這段代碼是合法的，那么會引起十分糟糕的結果。自增操作matches++不是原子操作，如果多個線程并發執行該自增操作，天曉得會發生什么。不要指望編譯器會捕獲所有并發訪問錯誤。不可變的約束只作用在局部變量上，如果matches是一個實例變量或者閉合類的靜態變量，那么不會有任何錯誤被報告出來即使結果同樣未定義。同樣，改變一個共享對象也是完全合法的，即使這樣并不恰當。例如：

List matches = new ArrayList<>();
for(Path p: files)
//你可以改變matches的值，但是在多線程下是不安全的
    new Thread(() -> {if(p中包含某些屬性) matches.add(p);}).start();

注意matches是“有效final”的（一個有效的final變量被初始化后，就永遠不會再被賦一個新值的變量）。在我們的示例中，matches總是引用同一個ArrayList對象，但是，這個對象是可變的，因此是線程不安全的。如果多個線程同時調用add方法，結果將無法預測。

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