一、lambda含義

    lambda表示數學符號“λ”，計算機領域中λ代表“λ演算”，表達了計算機中最基本的概念：“呼叫”和“置換”。在很多動態語言和C#中都有相應的lambda語法，這類語法都為了簡化程式碼，提高執行效率。

二、lambda 專案的背景，參考這裡。

    無論是面嚮物件語言還是函式式語言，基本數值都可以被動態的封裝入程式動作：面嚮物件語言通過“方法”，函式式語言通過“函式。

    介於“方法”和“函式”的定義有很多種，補充下IBM知識庫的解釋：

在面嚮物件語言中，方法不是一階值（First-class value），在函式式語言中，函式是一階值。在函式式語言中，函式可以作為另一個函式的返回值或引數，還可以作為一個變數的值，函式可以巢狀定義，而在面嚮物件語言中的的“方法”做不到這點。

    Java可以說是面嚮物件語言的代表，如果要呼叫其方法，需要先建立物件。不過Java物件都是“重量級”的，例項化具體的類的物件，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。但是一個物件只包含一個方法的情況很多，比如實現API中的“回撥介面”功能的類，在swing中有介面：

Java程式碼  

1. <span><span><span style="">public interface ActionListener {   
2.     void actionPerformed(ActionEvent e);  
3. }</span></span></span>  

   現有的實現方式大多是：

Java程式碼  

1. <span><span><span style="">button.addActionListener(new ActionListener() {   
2.   public void actionPerformed(ActionEvent e) {   
3.     ui.dazzle(e.getModifiers());  
4.   }  
5. });</span></span></span>  

    很多現有的類庫都基於這種設計實現，所以對於程式碼被明確定義執行在單獨執行緒的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執行緒中。但是在平行計算領域，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。

    鑑於回撥函式和其他功能式語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.語法相對複雜。

2.在呼叫內部類的上下文中，指引和this的指代容易混淆。

3.類載入和例項建立語法不可避免。

4.不能引用外部的非final物件。

5.不能抽象化控制流程

    針對這些問題，lambda專案致力於

1. 消除問題1和問題2，通過引入更簡單的表示式和區域性變數的定義規則。

2. 迴避問題3，定義更靈活更友善的語法。這裡只是迴避，類載入和例項化本身不可避免。下文會解釋。

3. 改善問題4，允許使用者使用最終有效的區域性變數。

    不過lambda專案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語法是針對“回撥介面”和“匿名內部類”作出的改進，所以lambda的語法目前僅對於部分介面，這些介面的特點是隻含一個抽象方法，在lambda專案中，早期稱為SAM型別(SAM = single abstract method 即單一抽象方法)。在最新的文件中(即這個版本)，它們有了新名字，叫函式介面（functional interface)，比如：

1java.lang.Runnable 2java.util.concurrent.Callable 3java.security.PrivilegedAction 4java.util.Comparator 5java.io.FileFilter 6java.nio.file.PathMatcher 7java.lang.reflect.InvocationHandler 8java.beans.PropertyChangeListener 9java.awt.event.ActionListener 10javax.swing.event.ChangeListener lambda的語法包括三部分 1、引數列表 2、箭頭符號"->" 3、程式碼塊。

    其中程式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表示式)的呼叫者；break和continue不能出現在函式體的頂部，不過可以出現在內部的迴圈裡；如果程式碼塊得出最終結果，那麼每一個控制路徑(control path) 必須都有返回或丟擲異常。

如果程式碼塊只有簡單一行，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程式碼  

1. <span><span><span style="">public class LambdaTest {      
2.     public static void main(String... args) {  
3.         //這裡有{}和return 以及 ;  
4.         Runnable r = () -> { System.out.println("hello world"); };  
5.         //這裡不需要{}和return  
6.         java.util.Comparator<String> c = (String s1, String s2) -> s2.length()-s1.length();          
7.         r.run();  
8.         System.out.println(c.compare("s1", "12323"));  
9.     }  
10. }</span></span></span>  

輸出為：

hello world

3

除了這些現有介面，我們還可以自定義函式介面：

Java程式碼  

1. <span><span><span style="">public class LambdaTest {  
2.     interface lambdaInterface {  
3.         public void me(String str);  
4.     }  
5.     public static void main(String... args) {  
6.         lambdaInterface li = (String s)->{System.out.println(s);};  
7.         li.me("hello world!");  
8.     }  
9. }</span></span></span>  

 輸出為：

hello world!

    新的lambda方法從語法上的確是簡化了很多。和lambda第一次釋出的語法相比也優雅很多。

四、lambda程式碼塊的位元組碼

看完了語法的確很簡單，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，編譯如下程式碼：

Java程式碼  

1. <span><span><span style="">public class LambdaTest {  
2.     lambdaInterface li1 = ()->{System.out.println(this);};  
3.     lambdaInterface li2 = new lambdaInterface(){  
4.             public void me(){  
5.                 System.out.println(this);  
6.             }  
7.         };  
8.     public static void main(String... args) {  
9.         LambdaTest lt = new LambdaTest();  
10.         lt.li1.me();  
11.         lt.li2.me();  
12.     }  
13. }  
14. interface lambdaInterface {  
15.     public void me();  
16. }</span></span></span>  

編譯後有會有四個檔案：

LambdaTest.class          

LambdaTest$1.class      

LambdaTest$2.class

lambdaInterface.class    

它的的輸出結果為：

[email protected]

[email protected]

結果很明顯地顯示，lambda程式碼塊和內部類的this的指引是不一樣的。lambda程式碼塊輸出的是呼叫者的this，即lambdaTest.class的例項。匿名內部類輸出的是自己lambdaTest$1.class的例項。

先看看lambdaTest.class的位元組碼：

Txt程式碼  

1. <span><span><span style="">public class LambdaTest {  
2.   lambdaInterface li1;  
3.   lambdaInterface li2;  
4.   public LambdaTest();  
5.     Code:  
6.        0: aload_0  
7.        1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V  
8.        4: aload_0  
9.        5: new           #2                  // class LambdaTest$2  
10.        8: dup  
11.        9: aload_0  
12.       10: aload_0  
13.       11: invokespecial #3                  // Method LambdaTest$2."<init>":(LLambdaTest;LLambdaTest;)V  
14.       14: putfield      #4                  // Field li1:LlambdaInterface;  
15.       17: aload_0  
16.       18: new           #5                  // class LambdaTest$1  
17.       21: dup  
18.       22: aload_0  
19.       23: invokespecial #6                  // Method LambdaTest$1."<init>":(LLambdaTest;)V  
20.       26: putfield      #7                  // Field li2:LlambdaInterface;  
21.       29: return  
22.   public static void main(java.lang.String...);  
23.     Code:  
24.        0: new           #8                  // class LambdaTest  
25.        3: dup  
26.        4: invokespecial #9                  // Method "<init>":()V  
27.        7: astore_1  
28.        8: aload_1  
29.        9: getfield      #4                  // Field li1:LlambdaInterface;  
30.       12: invokeinterface #10,  1           // InterfaceMethod lambdaInterface.me:()V  
31.       17: aload_1  
32.       18: getfield      #7                  // Field li2:LlambdaInterface;  
33.       21: invokeinterface #10,  1           // InterfaceMethod lambdaInterface.me:()V  
34.       26: return  
35. }</span></span></span>  

   從這裡可以看出，lambda程式碼塊和匿名內部類的呼叫方法是一樣的，都是先建立一個方法，然後建立其控制代碼，這兩個控制代碼分別對應lambdaTest$2.class和lambdaTest$1.class。

   其中匿名內部類對應LambdaTest$1，它的位元組碼為：

Txt程式碼  

1. <span><span><span style="">class LambdaTest$1 implements lambdaInterface {  
2.   final LambdaTest this$0;  
3.   LambdaTest$1(LambdaTest);  
4.     Code:  
5.        0: aload_0  
6.        1: aload_1  
7.        2: putfield      #1                  // Field this$0:LLambdaTest;  
8.        5: aload_0  
9.        6: invokespecial #2                  // Method java/lang/Object."<init>":()V  
10.        9: return  
11.   public void me();  
12.     Code:  
13.        0: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;  
14.        3: aload_0  
15.        4: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V  
16.        7: return  
17. }</span></span></span>  

    lambda程式碼塊對應LambdaTest$2，它的位元組碼為：

Txt程式碼  

相關推薦