Java基础进阶笔记 - Day12 - 第二章函数式编程

Java基础进阶笔记 - Day12 - 第二章函数式编程
- 2.1 Lambda的延迟执行
- 2.2 使用Lambda作为参数和返回值

Java基础进阶笔记 - Day12 - 第二章函数式编程

系统：Win10

JDK：1.8.0_121

IDE：IntelliJ IDEA 2017.3.7

在兼顾面向对象特性的基础上，Java语言通过Lambda表达式与方法引用等，为开发者打开了函数式编程的大门。下面我们做一个初探

2.1 Lambda的延迟执行

有些场景的代码执行后，结果不一定会被使用，从而造成性能浪费。而Lambda表达式是延迟执行的，这正好可以作为解决方案，提升性能

性能浪费的日志案例

注:日志可以帮助我们快速的定位问题，记录程序运行过程中的情况，以便项目的监控和优化

一种典型的场景就是对参数进行有条件使用，例如对日志消息进行拼接后，在满足条件的情况下进行打印输出：

public class Demo01 {
    public static void log(int level, String msg){
        if (level == 1){
            System.out.println(msg);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String msgA = "Hello";
        String msgB = "World";
        String msgC = "Java";
        log(1,msgA + msgB + msgC);
    }
}

这段代码存在问题：无论级别是否满足要求，作为 log 方法的第二个参数，三个字符串一定会首先被拼接并传入方法内，然后才会进行级别判断。如果级别不符合要求，那么字符串的拼接操作就白做了，存在性能浪费。

备注：SLF4J是应用非常广泛的日志框架，它在记录日志时为了解决这种性能浪费的问题，并不推荐首先进行字符串的拼接，而是将字符串的若干部分作为可变参数传入方法中，仅在日志级别满足要求的情况下才会进行字符串拼接。例如： LOGGER.debug(“变量{}的取值为{}。”, “os”, “macOS”) ，其中的大括号 {} 为占位符。如果满足日志级别要求，则会将“os”和“macOS”两个字符串依次拼接到大括号的位置；否则不会进行字符串拼接。这也是一种可行解决方案，但Lambda可以做到更好

体验Lambda的更优写法

使用Lambda必然需要一个函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface MessageBuilder {
    String buildMessage();
}

然后对 log 方法进行改造：

public class Demo02 {
    public static void log(int level, MessageBuilder mb){
        if (level == 1){
            System.out.println(mb.buildMessage());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String msgA = "Hello";
        String msgB = "World";
        String msgC = "Java";
        log(1,()->msgA + msgB + msgC);
    }
}

这样一来，只有当级别满足要求的时候，才会进行三个字符串的拼接；否则三个字符串将不会进行拼接

证明Lambda的延迟

下面的代码可以通过结果进行验证：

public class Demo03 {
    public static void log(int level, MessageBuilder mb) {
        if (level == 1) {
            System.out.println(mb.buildMessage());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String msgA = "Hello";
        String msgB = "World";
        String msgC = "Java";
        log(2, () -> {
            System.out.println("Lambda执行！");
            return msgA + msgB + msgC;
        });
    }
}

从结果中可以看出，在不符合级别要求的情况下，Lambda将不会执行。从而达到节省性能的效果。

扩展：实际上使用内部类也可以达到同样的效果，只是将代码操作延迟到了另外一个对象当中通过调用方法来完成。而是否调用其所在方法是在条件判断之后才执行的

2.2 使用Lambda作为参数和返回值

如果抛开实现原理不说，Java中的Lambda表达式可以被当作是匿名内部类的替代品。如果方法的参数是一个函数式接口类型，那么就可以使用Lambda表达式进行替代。使用Lambda表达式作为方法参数，其实就是使用函数式接口作为方法参数

例如 java.lang.Runnable 接口就是一个函数式接口，假设有一个 startThread 方法使用该接口作为参数，那么就可以使用Lambda进行传参。这种情况其实和 Thread 类的构造方法参数为 Runnable 没有本质区别。

public class Demo04 {
    private static void startThread(Runnable task){
        new Thread(task).start();
    }

    public static void main(String[] args) {
        startThread(()-> System.out.println("线程任务开始执行！"));
    }
}

类似地，如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口，那么就可以直接返回一个Lambda表达式。当需要通过一个方法来获取一个 java.util.Comparator 接口类型的对象作为排序器时,就可以调该方法获取

public class Demo5 {
    private static Comparator<String> compare() {
        return (a, b) -> b.length() - a.length();
    }

    public static void main(String[] args) {
        String[] arr = {"abc", "ab", "abcd"};
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        Arrays.sort(arr, compare());
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

其中直接 return 一个 Lambda 表达式即可。

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