java8新特性之lambda表达式

前言

Java9已经在今年9月正式发布了，作为一个java开发人员如果对Java8的新特性还不了解，可能需要跟进一下了，虽然从我大学开始学Java装的第一个jdk版本就是jdk1.8，但我却一直没用过java8的新特性，但是当我学会Java8的一些新特性之后，我感觉我可能离不开它们了，因为lambda表达式能给我提供很大的方便使得开发变得更加简洁高效。

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正文

抛开题外话，网上有太多的java8新特性介绍及使用，本文主要总结一下Java8最主要的新特性lambda表达式和方法引用的使用，关于lambda表达式先总结为一下几点

• lambda表达式可以实现函数式编程
• lambda表达式将完全取代函数式接口的匿名内部类
• lambda表达式并非匿名内部类的语法糖
• lambda表达式可以使代码更简洁、高效

什么是函数式接口

函数式接口指的是一个接口中只有一个抽象方法，在1.8之前已经有很多函数式接口了，比如：Runable接口只有一个run()方法，Callable接口只有一个call()方法，Comparable接口只有一个compareTo(T o)方法，这些都是函数式接口，在jdk1.8中为了更好的支持lambda表达式还引入了一个java.util.function包，在这个包中提供了非常全面的一些函数式接口来供lambda表达式使用，这些接口一看类名就大概知道是用来做什么的，如下是其中一部分：

这些接口都提供一个抽象方法供lambda表达式使用，比如DoubleBinaryOperator一看名字就知道提供一个方法支持两个double类型的数据的运算，那么返回的也应该是一个double，所以该类中一定只有一个类似于double 方法名(double a, double b)这样的抽象方法，点开该接口：

其他的接口类似，如Consumer接口，Consumer表示消费者，其消费一个对象并且返回值为void，应该有一个void 方法名(T t) 这样的抽象方法，Function代表方法应该是有一个包含方法全部特征的方法包括返回值和参数，所有应该有一个R 方法名(T t) 这样的方法，至于方法名到底是什么，完全不用去关心，所以我们完全不用去记有哪些函数式接口，用到的时候查一下就行，这里面的接口已经能对付绝大多数情况的使用，如果实在遇到比较特殊的情况可以自己写一个接口。
关于自己写函数式接口需要注意的几点：

• 函数式接口允许定义默认方法（前面一直强调抽象方法就是这个原因，关于默认方法我之前有一篇博客已经讲到 关于java8接口中默认方法的使用）
• 函数式接口允许定义静态方法
• 函数式接口允许定义java.lang.Object中的public方法
• 关于@FunctionalInterface注解：在jdk1.8提供的函数式接口中都使用了该注解，该注解的作用是确保注解的接口是规范的函数式接口，如果该接口不是规范的函数式接口（如接口中定义了两个抽象方法），则会报错

其实讲这么多只用记住一点：函数式接口就是只有一个抽象方法的就口

第一个lambda表达式

既然lambda表达式可以用来替换匿名内部类，那么来看看在jdk1.8之前如果要new一个线程去执行一个任务我们会怎么做：

new Thread(new Runnable() {     @Override     public void run() {         System.out.println("do some thing ...");     }}).start();

在jdk1.8之后使用lambda表达式我们会这么做：

new Thread(()->System.out.println("do some thing ...")).start();

一看上面的代码能清晰的感觉到lambda表达式的简洁性，在1.8之前，有时候我们明明只需要传入一个函数，但java语言不允许我们这么做，非要我们new一个匿名内部类，lambda完美的解决了这个问题，要让Thread执行任务其实我们只用传入run方法，并在方法中写逻辑就行了。lambda表达式的用法如下：

(int a, int b)->{do some thing...; return some thing ...}

• 前面的括号里面表示方法的参数，没有参数的时候可以不写，如run方法没有参数，所以直接使用()->，当上下文能明确知道参数类型时，参数前面的类型可以省略，当只有一个参数时，可以省略括号。
• 后面大括号里面表示方法体，当只有一条语时可以省略大括号，比如前面只有一条输出语句，就没有写大括号，只有一条语句时如果该方法有返回值不写return 直接写返回值，如：如果是call()方法，其有一个返回值，可以直接这样new Thread(()-> 1).start(); 表示call方法返回的是一个int型的1。

了解了lambda表达式的基本语法后来分析一下为什么jvm能理解lambda表达式，首先Thread类需要接受一个实现了Runnable接口的对象，而Runnable接口是个标准的函数式接口，该接口内只有一个run方法，所以当我们传入()->System.out.println("do some thing ...") 的时候，jvm发现我们传入的是Runnable中的run方法，->后面的内容是该方法要做的事。如果理解困难可以把它理解成匿名内部类，任何lambda表达式都可以用匿名内部类来实现，但是需要注意的是，正如前面所说，lambda表达式并非匿名内部类的语法糖，jvm不会把lambda表达式翻译成匿名内部类来执行，lambda表达式的性能比匿名内部类高很多，这在之后会详细讲解

lambda表达式的应用

为了更熟练的使用lambda表达式，我们通过一个简单的场景来练习lambda表达式的使用：
有以下场景：老王需要从北京老家去上海出差。。
可以抽象出一个Person类

public class Person {    private String name;    public void go(Movable movable, String address){        System.out.println(name+"带着行李从北京的老家出门了");        if (movable.moveTo(address)) {            System.out.println(name + "到达了目的地！");        } else {            System.out.println(name + "没有到达目的地！");        }    }    ...}

该类有一个name属性表示老王的名字，一个go方法表示老王怎么去的上海，但是具体怎么去上海不在这里写死，是由Movable的moveTo方法来决定，address表示要去的地址
Movable接口只定义了一个moveTo方法来表示如何到达目的地，这是一个标准的函数式接口，接受一个String，返回boolean，这完全可以用java.util.function包中的Function<boolean, String> 来代替

@FunctionalInterfacepublic interface Movable {    boolean moveTo(String address);}

再新建一个测试类Test使用lambda表达式完成这个场景

public class Test {    public static void main(String[] args){        Person person = new Person("老王");        person.go(address -> {            System.out.println("老王坐地铁去了机场...");            System.out.println("老王坐上了飞机准备飞往"+address);            System.out.println("飞机发生事故，老王...");            return false;        }, "上海");    }}

结果：

老王带着行李从北京的老家出门了老王坐地铁去了机场...老王坐上了飞机准备飞往上海飞机发生事故，老王...老王没有到达目的地！

虽然这个例子不够合理但主要是用来练习使用lambda表达式，在要使用匿名内部类的时候考虑用lambda表达式来代替。
在使用list要遍历list的时候也可以使用lambda表达式，如List<String> list 比如要遍历这个list并将list中的字符串输出到控制台可以使用list.forEach(value->System.out.println(value)); 来代替传统的遍历，forEach是Iterable的方法，该方法接收一个Consumer 参数，前面提到Consumer是一个标准的函数式接口所以可以使用lambda表达式。

方法引用

java8允许传入一个方法引用，其和lambda表达式原理差不多，也是仅支持函数式接口，如前面提到的list.forEach(value->System.out.println(value)); 表达式可以使用方法引用代替list.forEach(System.out::println); 方法引用使用一对冒号(::),传入的方法必须函数式接口的方法有相同的参数和返回值类型，如forEach方法需要接受一个Consumer对象,而Consumer这个函数式接口的方法接收一个值返回void，而System.out.println()方法通用是接收一个对象，返回void，所以可以在此处使用System.out::println方法引用，jvm会自动将参数传给println方法。方法引用有4种用法

• 引用静态方法 如System.out的println方法 使用Class:static_method
  
  • System.out::println
• 引用特定对象的实例方法 如StringBuilder的append()方法，使用instance::method

StringBuilder sb = new StringBuilder();sb::append

• 引用特定类型的任意对象的实例方法 如String的toString()方法，使用Class:method
  
  • String::toString
• 引用构造函，使用Class::new
  
  • String::new

方法应用是用来简化lambda表达式的，所以能使用lambda表达式的地方就能使用方法引用

lambda表达式与匿名内部类

关于lambda表达式与匿名内部类的比较以及lambda表达式的实现原理，网络上已经有一些很好的文章
http://blog.csdn.net/raintungli/article/details/54910152 这篇文章很好的分析了jvm如何翻译lambda表达式
http://www.infoq.com/cn/articles/Java-8-Lambdas-A-Peek-Under-the-Hood 这篇文章很好的分析了为什么使用lambda表达式性能比使用匿名内部类高很多