你真的了解java的lambda吗?- java lambda用法与源码分析
你真的了解java的lambda吗?- java lambda用法与源码分析
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示例:最普遍的一个例子,执行一个线程
new Thread(() -> System.out.print("hello world")).start(); |
->
我们发现它指向的是Runnable
接口
@FunctionalInterface |
分析
->
这个箭头是lambda表达式的关键操作符->
把表达式分成两截,前面是函数参数,后面是函数体。Thread的构造函数接收的是一个Runnable接口对象,而我们这里的用法相当于是把一个函数当做接口对象传递进去了,这点理解很关键,这正是函数式编程的含义所在。
我们注意到Runnable有个注解
@FunctionalInterface
,它是jdk8才引入,它的含义是函数接口。它是lambda表达式的协议注解,这个注解非常重要,后面做源码分析会专门分析它的官方注释,到时候一目了然。/* @jls 4.3.2. The Class Object
* @jls 9.8 Functional Interfaces
* @jls 9.4.3 Interface Method Body
* @since 1.8
*/
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface FunctionalInterface {}
由此引发的一些案例
有参数有返回值的实例:集合排序
List<String> list = new ArrayList<>(); |
我们知道Collections.sort方法的第二个参数接受的是一个Comparator<T>
的对象,它的部分关键源码是这样的:
@FunctionalInterface |
如上已经去掉注释和部分其他方法。
我们可以看到sort的第二个参数是Comparator的compare方法,参数类型是T,分别是o1和o2,返回值是一个int。
疑问
上面的示例我们看到接口都有个
@FunctionalInterface
的注解,但是我们在实际编程中并没有加这个注解也可以实现lambda表达式,例如:public class Main { interface ITest {
int test(String string);
} static void Print(ITest test) {
test.test("hello world");
} public static void main(String[] args) {
Print(string -> {
System.out.println(string);
return 0;
});
}
}如上所示,确实不需要增加
@FunctionInterface
注解就可以实现如果在1中的示例的ITest接口中增加另外一个接口方法,我们会发现不能再用lambda表达式。
我们带着这两个疑问来进入源码解析。
源码解析
必须了解注解 @FunctionInterface
上源码:
package java.lang; import java.lang.annotation.*; /** |
我们说过这个注解用来规范lambda表达式的使用协议的,那么注释中都说了哪些呢?
一种给interface做注解的注解类型,被定义成java语言规范
* An informative annotation type used to indicate that an interface
* type declaration is intended to be a <i>functional interface</i> as
* defined by the Java Language Specification.一个被它注解的接口只能有一个抽象方法,有两种例外。
- 第一是接口允许有实现的方法,这种实现的方法是用default关键字来标记的(java反射中java.lang.reflect.Method#isDefault()方法用来判断是否是default方法),例如:
当然这是jdk8才引入的特性,到此我们才知道,知识是一直在变化的,我们在学校中学到interface接口不允许有实现的方法是错误的,随着时间推移,一切规范都有可能发生变化。
如果声明的方法和java.lang.Object中的某个方法一样,它可以不当做未实现的方法,不违背这个原则:一个被它注解的接口只能有一个抽象方法
例如同样是Compartor接口中,它重新声明了equals方法:
这些是对如下注释的翻译和解释
* Conceptually, a functional interface has exactly one abstract
* method. Since {@linkplain java.lang.reflect.Method#isDefault()
* default methods} have an implementation, they are not abstract. If
* an interface declares an abstract method overriding one of the
* public methods of {@code java.lang.Object}, that also does
* <em>not</em> count toward the interface's abstract method count
* since any implementation of the interface will have an
* implementation from {@code java.lang.Object} or elsewhere.如果一个类型被这个注解修饰,那么编译器会要求这个类型必须满足如下条件
- 这个类型必须是一个interface,而不是其他的注解类型、枚举enum或者类class
- 这个类型必须满足function interface的所有要求,如你个包含两个抽象方法的接口增加这个注解,会有编译错误。
* <p>If a type is annotated with this annotation type, compilers are
* required to generate an error message unless:
*
* <ul>
* <li> The type is an interface type and not an annotation type, enum, or class.
* <li> The annotated type satisfies the requirements of a functional interface.
* </ul>编译器会自动把满足function interface要求的接口自动识别为function interface,所以你才不需要对上面示例中的
ITest
接口增加@FunctionInterface注解。* <p>However, the compiler will treat any interface meeting the
* definition of a functional interface as a functional interface
* regardless of whether or not a {@code FunctionalInterface}
* annotation is present on the interface declaration.
通过了解function interface我们能够知道怎么才能正确的创建一个function interface来做lambda表达式了。接下来的是了解java是怎么把一个函数当做一个对象作为参数使用的。
穿越:对象变身函数
让我们重新复盘一下上面最开始的实例:
new Thread(() -> System.out.print("hello world")).start(); |
我们知道在jdk8以前我们都是这样来执行的:
Runnable r = new Runnable(){ |
我们知道两者是等价的,也就是说r
等价于()->System.out.print("hello world")
,一个接口对象等于一个lambda表达式?那么lambda表达式肯定做了这些事情(未看任何资料,纯粹推理,有误再改正):
- 创建接口对象
- 实现接口对象
- 返回接口对象
关于UnaryOperator
上篇文章(聊一聊JavaFx中的TextFormatter以及一元操作符UnaryOperator)关于UnaryOperator
草草收尾,在这里给大家重新梳理一下,关于它的使用场景以及它与lambda表达式的关系
使用场景
要先理解它的作用,它是接受一个参数并返回与该类型同的值,来看一个List怎么用它的,java.util.List中的replaceAll就用它了:
default void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) { |
我们可以看到这个方法的目的是把list中的值经过operator操作后重新返回一个新值,例如具体调用
List<String> list = new ArrayList<>(); |
其中lambda表达式s->s+"efg"
就是这个operator对象,那么最终list中的值就变成了[“abcefg”],由此我们可以知道它的作用就是对输入的值再加工,并返回同类型的值,怎么用就需要你自己扩展发挥了。
与lambda表达式的关系?
在我看来,它跟lambda表达式的关系并不大,只是它是jdk内置的一种标准操作,类似的二元操作符BinaryOperator
它可以接受两个同类型参数,并返回同类型参数的值。
关于UnaryOperator,我们百尺竿头更进一步,深入到核心
先贴出它的源码:
@FunctionalInterface |
我们看到这个function interface居然没有抽象方法,不,不是没有,我们继续看Function接口
@FunctionalInterface |
既然他们都被注解为@FunctionInterface
了,那么他们肯定有一个唯一的抽象方法,那就是apply
我们知道->
lambda表达式它是不需要关心函数名字的,所以不管它叫什么,apply
也好,apply1
也好都可以,但jdk肯定要叫一个更加合理的名字,那么我们知道s -> s + "efg"
中->
调用的就是apply
方法
而且我们注意到这里有一个identity()
的静态方法,它返回一个Function对象,它其实跟lambda表达式关系也不大,它的作用是返回当前function所要表达的lambda含义。相当于创建了一个自身对象。
Function算是lambda的一种扩展应用,这个Function的的作用是Represents a function that accepts one argument and produces a result.
意思是接受一个参数,并产生(返回)一个结果(类型可不同)。
类似的还有很多Function,都在包java.util.Function中
你也可以创建自己的Function,它是用来表达操作是怎样的。如传入的参数是什么,返回的是什么。
其实你只要明白它抽象的是操作就可以了。
到此就知道,原来UnaryOperator没啥神秘的,jdk把这些操作放在java.util.function中也正说明了它是一个工具类,是为了提取重复代码,让它可以重用,毕竟需要用到这样的操作的地方太多了,提取是有必要的。
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