Java JDK1.8新特性__Java

一、lambda含義

    lambda表示數學符號“λ”，電腦領域中λ代表“λ演算”，表達了電腦中最基本的概念：“調用”和“置換”。在很多動態語言和C#中都有相應的lambda文法，這類文法都為了簡化代碼，提高運行效率。

二、lambda 項目的背景，參考這裡。

    無論是物件導向語言還是函數式語言，基本數值都可以被動態封裝入程式動作：物件導向語言通過“方法”，函數式語言通過“函數。

    介於“方法”和“函數”的定義有很多種，補充下IBM知識庫的解釋：

在物件導向語言中，方法不是一階值（First-class value），在函數式語言中，函數是一階值。在函數式語言中，函數可以作為另一個函數的傳回值或參數，還可以作為一個變數的值，函數可以嵌套定義，而在物件導向語言中的的“方法”做不到這點。

    Java可以說是物件導向語言的代表，如果要調用其方法，需要先建立對象。不過Java對象都是“重量級”的，執行個體化具體的類的對象，需要經過定義和申明兩個階段。比如定義方法，並給內部欄位賦初始值。但是一個對象只包含一個方法的情況很多，比如實現API中的“回調介面”功能的類，在swing中有介面：

Java代碼   <span><span><span style="">public interface ActionListener {        void actionPerformed(ActionEvent e);   }</span></span></span>  

   現有的實現方式大多是：

Java代碼   <span><span><span style="">button.addActionListener(new ActionListener() {      public void actionPerformed(ActionEvent e) {        ui.dazzle(e.getModifiers());     }   });</span></span></span>  

    很多現有的類庫都基於這種設計實現，所以對於代碼被明確定義運行在單獨線程的API來說，匿名內部類尤為重要。這些匿名內部類只存在於建立它的線程中。但是在並行計算領域，CPU的製造商著力發展多核技術來提升CPU的功能，這麼做幾乎無法依靠多核的優勢來提升其效能。

    鑒於回呼函數和其他功能式文法的關係越來越密切，所以必須建立儘可能的輕量級的資料模型（從編碼角度而言，效能方面下文再說）。對於這點來說匿名內部類的缺點如下：

1. 文法相對複雜。

2. 在調用內部類的上下文中，指引和this的指代容易混淆。

3. 類載入和執行個體建立文法不可避免。

4. 不能引用外部的非final對象。

5. 不能抽象化控制流程程

    針對這些問題，lambda項目致力於

1. 消除問題1和問題2，通過引入更簡單的運算式和局部變數的定義規則。

2. 迴避問題3，定義更靈活更友善的文法。這裡只是迴避，類載入和執行個體化本身不可避免。下文會解釋。

3. 改善問題4，允許使用者使用最終有效局部變數。

    不過lambda項目目前並不能解決所有關於內部類的問題。問題4和問題5沒有完全解決，這計劃在將類版本中繼續改善。對於效能方面，原文也沒有提，不過後面有些補充。

三、lambda用法

    通過上文可以瞭解到，lambda文法是針對“回調介面”和“匿名內部類”作出的改進，所以lambda的文法目前僅對於部分介面，這些介面的特點是只含一個抽象方法，在lambda項目中，早期稱為SAM類型(SAM = single abstract method 即單一抽象方法)。在最新的文檔中(即這個版本)，它們有了新名字，叫函數介面（functional interface)，比如：
1 java.lang.Runnable 2 java.util.concurrent.Callable 3 java.security.PrivilegedAction 4 java.util.Comparator 5 java.io.FileFilter 6 java.nio.file.PathMatcher 7 java.lang.reflect.InvocationHandler 8 java.beans.PropertyChangeListener 9 java.awt.event.ActionListener 10 javax.swing.event.ChangeListener
lambda的文法包括三部分 1、參數列表 2、箭頭符號"->" 3、代碼塊。

    其中代碼塊很像一個方法體，return語句將控制權交還給匿名方法(anonymous method，即lambda運算式)的調用者；break和continue不能出現在函數體的頂部，不過可以出現在內部的迴圈裡；如果代碼塊得出最終結果，那麼每一個控制路徑(control path) 必須都有返回或拋出異常。

如果代碼塊只有簡單一行，可以省略return關鍵字和“{}”符號(以下所寫的例子都是基於JDK 1.8 lambda預覽版)，比如：

Java代碼   <span><span><span style="">public class LambdaTest {           public static void main(String... args) {           //這裡有{}和return 以及 ;           Runnable r = () -> { System.out.println("hello world"); };                      //這裡不需要{}和return           java.util.Comparator<String> c = (String s1, String s2) -> s2.length()-s1.length();                   r.run();           System.out.println(c.compare("s1", "12323"));       }   }</span></span></span>  

輸出為：

hello world

3

除了這些現有介面，我們還可以自訂函數介面：

Java代碼   <span><span><span style="">public class LambdaTest {       interface lambdaInterface {           public void me(String str);       }          public static void main(String... args) {           lambdaInterface li = (String s)->{System.out.println(s);};           li.me("hello world!");       }   }</span></span></span>  

 輸出為：

hello world!

    新的lambda方法從文法上的確是簡化了很多。和lambda第一次發布的文法相比也優雅很多。

四、lambda代碼塊的位元組碼

看完了文法的確很簡單，那麼lambda是怎麼實現的，就得從位元組碼考察了。這裡和匿名內部類做個對比，編譯如下代碼：

Java代碼   <span><span><span style="">public class LambdaTest