1. 前言
Java 8 早已经在2014 年 3月 18日发布，毫无疑问 Java 8 对 Java 来说绝对算得上是一次重大版本更新，它包含了十多项语言、库、工具、JVM 等方面的十多项新特性。比如提供了语言级的匿名函数，也就是被官方称为 Lambda 的表达式语法（外界也称为闭包，Lambda 的引入也让流式操作成为可能，减少了代码编写的复杂性），比如函数式接口，方法引用，重复注解。再比如 Optional 预防空指针，Stearm 流式操作，LocalDateTime 时间操作等。
在前面的文章里已经介绍了 Java 8 的部分新特性。
这一次主要介绍一下 Lambda 的相关情况。
2. Lambda 介绍
Lambda 名字来源于希腊字母表中排序第十一位的字母 λ，大写为Λ，英语名称为 Lambda。在 Java 中 Lambda 表达式（lambda expression）是一个匿名函数，在编写 Java 中的 Lambda 的时候，你也会发现 Lambda 不仅没有函数名称，有时候甚至连入参和返回都可以省略，这也让代码变得更加紧凑。
3. 函数接口介绍
上面说了这次是介绍 Lambda 表达式，为什么要介绍函数接口呢？其实 Java 中的函数接口在使用时，可以隐式的转换成 Lambda 表达式，在 Java 8中已经有很多接口已经声明为函数接口，如 Runnable、Callable、Comparator 等。
函数接口的例子可以看下 Java 8 中的 Runnable 源码（去掉了注释）。
package java.lang; @FunctionalInterface public interface Runnable { public abstract void run(); }
那么什么样子的接口才是函数接口呢？有一个很简单的定义，也就是只有一个抽象函数的接口，函数接口使用注解 @FunctionalInterface 进行声明（注解声明不是必须的，如果没有注解，也是只有一个抽象函数，依旧会被认为是函数接口）。多一个或者少一个抽象函数都不能定义为函数接口，如果使用了函数接口注解又不止一个抽象函数，那么编译器会拒绝编译。函数接口在使用时候可以隐式的转换成 Lambda 表达式。
Java 8 中很多有很多不同功能的函数接口定义，都放在了 Java 8 新增的 java.util.function包内。下面是一些关于 Java 8 中函数接口功能的描述。
| 序号 | 接口 & 描述 |
| BiConsumer | 代表了一个接受两个输入参数的操作，并且不返回任何结果 |
| BiFunction | 代表了一个接受两个输入参数的方法，并且返回一个结果 |
| BinaryOperator | 代表了一个作用于于两个同类型操作符的操作，并且返回了操作符同类型的结果 |
| BiPredicate | 代表了一个两个参数的boolean值方法 |
| BooleanSupplier | 代表了boolean值结果的提供方 |
| Consumer | 代表了接受一个输入参数并且无返回的操作 |
| DoubleBinaryOperator | 代表了作用于两个double值操作符的操作，并且返回了一个double值的结果。 |
| DoubleConsumer | 代表一个接受double值参数的操作，并且不返回结果。 |
| DoubleFunction | 代表接受一个double值参数的方法，并且返回结果 |
| DoublePredicate | 代表一个拥有double值参数的boolean值方法 |
| DoubleSupplier | 代表一个double值结构的提供方 |
| DoubleToIntFunction | 接受一个double类型输入，返回一个int类型结果。 |
| DoubleToLongFunction | 接受一个double类型输入，返回一个long类型结果 |
| DoubleUnaryOperator | 接受一个参数同为类型double,返回值类型也为double 。 |
| Function | 接受一个输入参数，返回一个结果。 |
| IntBinaryOperator | 接受两个参数同为类型int,返回值类型也为int 。 |
| IntConsumer | 接受一个int类型的输入参数，无返回值 。 |
| IntFunction | 接受一个int类型输入参数，返回一个结果 。 |
| IntPredicate | 接受一个int输入参数，返回一个布尔值的结果。 |
| IntSupplier | 无参数，返回一个int类型结果。 |
| IntToDoubleFunction | 接受一个int类型输入，返回一个double类型结果 。 |
| IntToLongFunction | 接受一个int类型输入，返回一个long类型结果。 |
| IntUnaryOperator | 接受一个参数同为类型int,返回值类型也为int 。 |
| LongBinaryOperator | 接受两个参数同为类型long,返回值类型也为long。 |
| LongConsumer | 接受一个long类型的输入参数，无返回值。 |
| LongFunction | 接受一个long类型输入参数，返回一个结果。 |
| LongPredicate | 接受一个long输入参数，返回一个布尔值类型结果。 |
| LongSupplier | 无参数，返回一个结果long类型的值。 |
| LongToDoubleFunction | 接受一个long类型输入，返回一个double类型结果。 |
| LongToIntFunction | 接受一个long类型输入，返回一个int类型结果。 |
| LongUnaryOperator | 接受一个参数同为类型long,返回值类型也为long。 |
| ObjDoubleConsumer | 接受一个object类型和一个double类型的输入参数，无返回值。 |
| ObjIntConsumer | 接受一个object类型和一个int类型的输入参数，无返回值。 |
| ObjLongConsumer | 接受一个object类型和一个long类型的输入参数，无返回值。 |
| Predicate | 接受一个输入参数，返回一个布尔值结果。 |
| Supplier | 无参数，返回一个结果。 |
| ToDoubleBiFunction | 接受两个输入参数，返回一个double类型结果 |
| ToDoubleFunction | 接受一个输入参数，返回一个double类型结果 |
| ToIntBiFunction | 接受两个输入参数，返回一个int类型结果。 |
| ToIntFunction | 接受一个输入参数，返回一个int类型结果。 |
| ToLongBiFunction | 接受两个输入参数，返回一个long类型结果。 |
| ToLongFunction | 接受一个输入参数，返回一个long类型结果。 |
| UnaryOperator | 接受一个参数为类型T,返回值类型也为T。 |
（上面表格来源于菜鸟教程）
3. Lambda 语法
Lambda 的语法主要是下面几种。
- (params) -> expression
- (params) -> {statements;}
Lambda 的语法特性。
- 使用
->分割 Lambda 参数和处理语句。 - 类型可选，可以不指定参数类型，编译器可以自动判断。
- 圆括号可选，如果只有一个参数，可以不需要圆括号，多个参数必须要圆括号。
- 花括号可选，一个语句可以不用花括号，多个参数则花括号必须。
- 返回值可选，如果只有一个表达式，可以自动返回，不需要 return 语句；花括号中需要 return 语法。
- Lambda 中引用的外部变量必须为 final 类型，内部声明的变量不可修改，内部声明的变量名称不能与外部变量名相同。
举几个具体的例子， params 在只有一个参数或者没有参数的时候，可以直接省略不写，像这样。
// 1.不需要参数，没有返回值，输出 hello ()->System.out.pritnln("hello"); // 2.不需要参数，返回 hello ()->"hello"; // 3. 接受2个参数(数字),返回两数之和 (x, y) -> x + y // 4. 接受2个数字参数,返回两数之和 (int x, int y) -> x + y // 5. 两个数字参数，如果都大于10，返回和，如果都小于10，返回差 (int x,int y) ->{ if( x > 10 && y > 10){ return x + y; } if( x < 10 && y < 10){ return Math.abs(x-y); } };
通过上面的几种情况，已经可以大致了解 Lambda 的语法结构了。
4. Lambda 使用
4.1 对于函数接口
从上面的介绍中已经知道了 Runnable 接口已经是函数接口了，它可以隐式的转换为 Lambda 表达式进行使用，通过下面的创建线程并运行的例子看下 Java 8 中 Lambda 表达式的具体使用方式。
/** * Lambda 的使用，使用 Runnable 例子 * @throws InterruptedException */ @Test public void createLambda() throws InterruptedException { // 使用 Lambda 之前 Runnable runnable = new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("JDK8 之前的线程创建"); } }; new Thread(runnable).start(); // 使用 Lambda 之后 Runnable runnable1Jdk8 = () -> System.out.println("JDK8 之后的线程创建"); new Thread(runnable1Jdk8).start(); // 更加紧凑的方式 new Thread(() -> System.out.println("JDK8 之后的线程创建")).start(); }
可以发现 Java 8 中的 Lambda 碰到了函数接口 Runnable，自动推断了要运行的 run 方法，不仅省去了 run 方法的编写，也代码变得更加紧凑。
运行得到结果如下。
JDK8 之前的线程创建 JDK8 之后的线程创建 JDK8 之后的线程创建
上面的 Runnable 函数接口里的 run 方法是没有参数的情况，如果是有参数的，那么怎么使用呢？我们编写一个函数接口，写一个 say 方法接受两个参数。
/** * 定义函数接口 */ @FunctionalInterface public interface FunctionInterfaceDemo { void say(String name, int age); }
编写一个测试类。
/** * 函数接口，Lambda 测试 */ @Test public void functionLambdaTest() { FunctionInterfaceDemo demo = (name, age) -> System.out.println("我叫" + name + "，我今年" + age + "岁了"); demo.say("金庸", 99); }
输出结果。
我叫金庸，我今年99岁了。
4.2 对于方法引用
方法引用这个概念前面还没有介绍过，方法引用可以让我们直接访问类的实例或者方法，在 Lambda 只是执行一个方法的时候，就可以不用 Lambda 的编写方式，而用方法引用的方式：实例/类::方法。这样不仅代码更加的紧凑，而且可以增加代码的可读性。
通过一个例子查看方法引用。
@Getter @Setter @ToString @AllArgsConstructor static class User { private String name; private Integer age; } public static List<User> userList = new ArrayList<User>(); static { userList.add(new User("A", 26)); userList.add(new User("B", 18)); userList.add(new User("C", 23)); userList.add(new User("D", 19)); } /** * 测试方法引用 */ @Test public void methodRef() { User[] userArr = new User[userList.size()]; userList.toArray(userArr); // User::getAge 调用 getAge 方法 Arrays.sort(userArr, Comparator.comparing(User::getAge)); for (User user : userArr) { System.out.println(user); } }
得到输出结果。
Jdk8Lambda.User(name=B, age=18)
Jdk8Lambda.User(name=D, age=19)
Jdk8Lambda.User(name=C, age=23)
Jdk8Lambda.User(name=A, age=26)
4.3 对于遍历方式
Lambda 带来了新的遍历方式，Java 8 为集合增加了 foreach 方法，它可以接受函数接口进行操作。下面看一下 Lambda 的集合遍历方式。
/** * 新的遍历方式 */ @Test public void foreachTest() { List<String> skills = Arrays.asList("java", "golang", "c++", "c", "python"); // 使用 Lambda 之前 for (String skill : skills) { System.out.print(skill+","); } System.out.println(); // 使用 Lambda 之后 // 方式1,forEach+lambda skills.forEach((skill) -> System.out.print(skill+",")); System.out.println(); // 方式2，forEach+方法引用 skills.forEach(System.out::print); }
运行得到输出。
java,golang,c++,c,python, java,golang,c++,c,python, javagolangc++cpython
4.4 对于流式操作
得益于 Lambda 的引入，让 Java 8 中的流式操作成为可能，Java 8 提供了 stream 类用于获取数据流，它专注对数据集合进行各种高效便利操作，提高了编程效率，且同时支持串行和并行的两种模式汇聚计算。能充分的利用多核优势。
流式操作如此强大， Lambda 在流式操作中怎么使用呢？下面来感受流操作带来的方便与高效。
流式操作一切从这里开始。
// 为集合创建串行流 stream() // 为集合创建并行流 parallelStream()
流式操作的去重 distinct和过滤 filter。
@Test public void streamTest() { List<String> skills = Arrays.asList("java", "golang", "c++", "c", "python", "java"); // Jdk8 之前 for (String skill : skills) { System.out.print(skill + ","); } System.out.println(); // Jdk8 之后-去重遍历 skills.stream().distinct().forEach(skill -> System.out.print(skill + ",")); System.out.println(); // Jdk8 之后-去重遍历 skills.stream().distinct().forEach(System.out::print); System.out.println(); // Jdk8 之后-去重，过滤掉 ptyhon 再遍历 skills.stream().distinct().filter(skill -> skill != "python").forEach(skill -> System.out.print(skill + ",")); System.out.println(); // Jdk8 之后转字符串 String skillString = String.join(",", skills); System.out.println(skillString); }
运行得到结果。
java,golang,c++,c,python,java, java,golang,c++,c,python, javagolangc++cpython java,golang,c++,c, java,golang,c++,c,python,java
流式操作的数据转换（也称映射）map。
/** * 数据转换 */ @Test public void mapTest() { List<Integer> numList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5); // 数据转换 numList.stream().map(num -> num * num).forEach(num -> System.out.print(num + ",")); System.out.println(); // 数据收集 Set<Integer> numSet = numList.stream().map(num -> num * num).collect(Collectors.toSet()); numSet.forEach(num -> System.out.print(num + ",")); }
运行得到结果。
1,4,9,16,25, 16,1,4,9,25,
流式操作的数学计算。
/** * 数学计算测试 */ @Test public void mapMathTest() { List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5); IntSummaryStatistics stats = list.stream().mapToInt(x -> x).summaryStatistics(); System.out.println("最小值：" + stats.getMin()); System.out.println("最大值：" + stats.getMax()); System.out.println("个数：" + stats.getCount()); System.out.println("和：" + stats.getSum()); System.out.println("平均数：" + stats.getAverage()); // 求和的另一种方式 Integer integer = list.stream().reduce((sum, cost) -> sum + cost).get(); System.out.println(integer); }
运行得到结果。
得到输出 最小值：1 最大值：5 个数：5 和：15 平均数：3.0 15
5. Lambda 总结
Lamdba 结合函数接口，方法引用，类型推导以及流式操作，可以让代码变得更加简洁紧凑，也可以借此开发出更加强大且支持并行计算的程序，函数编程也为 Java 带来了新的程序设计方式。但是缺点也很明显，在实际的使用过程中可能会发现调式困难，测试表示 Lamdba 的遍历性能并不如 for 的性能高，同事可能没有学习导致看不懂 Lamdba 等（可以推荐来看这篇文章）。
文章代码已经上传到 https://github.com/niumoo/jdk-feature) 。
