【高手问答第 305 期精华汇总】 —— 如何使用 lambda 表达式提升开发效率？

嘉宾介绍

问：想使用 自定义函数式接口 解决跨版本兼容问题，例如不同版本的jar api不一致，但是要兼容低版本和高版本就想着用这个。有什么改动最小的方法？

答：可以封装一个函数例如

    public static void execute(Map<org.dromara.streamquery.stream.core.enums.JreEnum, Runnable> jdkVersionStragyMap) {
        jdkVersionStragyMap.forEach((key, value) -> {
            if (key.isCurrentVersion()) {
                value.run();
            }
        });
    }

使用时指定不同的策略：

        Map<JreEnum, Runnable> jdkVersionStragyMap = new HashMap<>();
        jdkVersionStragyMap.put(JreEnum.JAVA_8, () -> System.out.println("java8"));
        jdkVersionStragyMap.put(JreEnum.JAVA_9, () -> System.out.println("java9"));
        jdkVersionStragyMap.put(JreEnum.JAVA_10, () -> System.out.println("java10"));
        execute(jdkVersionStragyMap);

上述使用的JreEnum在http://stream-query.dromara.org/ 中存在

问：能介绍一下 Collector 吗？它是五个方法是干嘛的？三个泛型又代表什么意思？

答：首先介绍下Collector：

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/Collector.html

Collector通常是作为Stream的collect方法的参数，通过使用Collectors可以创建一些预设的Collector例如上方提到的

list.stream().collect(Collectors.toList())

则是将流转换收集起来为List集合，Collectors还预设了非常多的常用收集器，基本满足大多数场景如Collectors.toMap、Collectors.groupingBy等，此处回答不做过多展开，继续回答一下Collector的五个方法，除了characteristics以外，其他四个方法均返回函数式接口

1. supplier ，意义是用于指定初始值，也可用于指定具体类型，可以传入lambda表达式如：

HashMap::new、()-> new ArrayList(88)等

2. accumulator，返回值是BiConsumer类型，意义为传入具体的收集操作，例如此处的lambda包含两个参数为

map（需要收集到的map）和item(每一个元素)

逻辑为将item.toString作为key，item作为value放入map

(map, item) -> {
    map.put(item.toString(), item);
}

3. combiner，返回BinaryOperator类型的函数式接口，是一个可选的参数，可选不一定代表可以传入null，而指的是lambda中可以随便写，例如传入(lastMap, curMap) -> null

这个参数的意义是在“并行流”场景下，将多线程返回的多个结果进行合并，如果是“串行流”，则不会调用lambda中的方法。此处讲一下并行流和串行流：

因为Stream流只有在 结束操作(collect、reduce、forEach等) 时才会真正触发执行以往的 中间操作 (filter、map、flatMap等)

它分为串行流和并行流 并行流会使用拆分器(java.util.Spliterator)将操作拆分为多个异步任务(java.util.concurrent.ForkJoinTask)执行 这些异步任务默认使用(java.util.concurrent.ForkJoinPool)线程池进行管理

拆分后的任务，由于是异步并行执行，所以每个异步任务会返回一个结果，宏观就是会返回多个结果，最终将这些结果收集起来，所以需要使用combiner，使用例子：

                  (lastMap, curMap) -> {
                            lastMap.putAll(curMap);
                            return lastMap;
                        }

如果只是在串行流(同步场景)使用，这个参数对应的lambda就不会执行

4. finisher，意义为最终转换，返回Function，是在收集结束后执行，例：

                        map -> {
                            return Collections.unmodifiableMap(map);
                        }

不一定是相同类型，不同类型也可以

                        map -> {
                            return map.values();
                        }

5.  characteristics，表示特征，返回值是一个Set，里面装着Characteristics类型的枚举

CONCURRENT允许并发执行的

UNORDERED没有指定特定的顺序的

IDENTITY_FINISH中间步骤和结束步骤一致

这部分主要是用于描述特征，在执行时如果有相应的特征，会走相应的执行流程

然后是三个泛型

T: 元素类型，流里的每一个元素的具体类型

A: 中间类型，用于收集元素的对象/集合的类型

R: 最终类型，通常和中间类型一致，但如果有最终操作finisher，会改变最终类型

这里列举一个完整用法：

        Collector<Object, Map<String, Object>, Map<String, Object>> mapCollector =
                Collector.of(HashMap::new,
                        (map, item) -> map.put(item.toString(), item),
                        (lastMap, curMap) -> {
                            lastMap.putAll(curMap);
                            return lastMap;
                        }, Collections::unmodifiableMap,
                        Collector.Characteristics.IDENTITY_FINISH);
        Map<String, Object> map = Stream.of(1, 2, 3).collect(mapCollector);

问：

stream().parallel()

这个方法适用于大数据么？

答：并行流一般用于中间操作较为耗时的场景使用，例如 files.parallelStream().map(f -> { // 文件读取/文件压缩等等... }).collect(Collectors.toList()); 对于中间操作(filter、map、flatMap等)耗时不太长的情况下性能帮助不大

问：使用匿名表达式对于性能和匿名类之间有多大提升？

答：匿名表达式（Lambda）会比匿名类稍快，理由是通常不会导致新类的生成和加载，但这一点点快，在JIT的优化加持下，完全可以忽略不计

问：JDK 8 里面的 Lambda/Stream 除了可以方便编写一些匿名函数，更偏向于函数式编程风格的代码外，还有没有其他亮点，代码执行效率怎么样，有没有什么最佳实践指南，如何在项目团队中推广？

答：还可以用lambda序列化，在编译检测的情况下使用例如User::getName代替"name"，避免人员编写错误 还可以使用lambda代替反射提升性能，如fastjson就广泛使用这一技巧。相关指南可以参考相关的规范链接： https://flink.apache.org/zh/how-to-contribute/code-style-and-quality-java/#lambdas

推广的话，可以多多列举一些对比，例如相同的功能，不用lambda是多少行、用了后是多少行之类的。

问：请问在日常使用的情况下，在自己的项目中如何充分运用自己写的函数式接口，与一些设计模式进行配合呢

答：可以在策略模式中灵活运用lambda表达式，简化代码

例如按照我以往讲策略模式blog中的例子：

https://vampireachao.gitee.io/2021/10/16/%E7%AD%96%E7%95%A5%E6%A8%A1%E5%BC%8F/

        Navigator navigator = new Navigator(new WalkingStrategy());

Navigator navigator = new Navigator((s, e) -> Arrays.asList("先倒1", "路寸2", "途泾3"));

Lambda 表达式

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/lambdaexpressions.html

简单来说：就是把我们的函数 (方法) 作为参数传递、调用等

例子：自定义函数式接口（用 jdk 自带的函数式接口也可以）

import java.io.Serializable;

/** * 可序列化的Functional * * @author VampireAchao */
@FunctionalInterface
public interface Func<T, R> extends Serializable {

    /** * 调用 * * @param t 参数 * @return 返回值 */
    R apply(T t);
}

我们定义一个类可以去实现该接口

/** * 可序列化的函数式接口实现类 * * @author VampireAchao */
public class FuncImpl implements Func<Object, String> {
    /** * 调用 * * @param o 参数 * @return 返回值 */
    @Override
    public String apply(Object o) {
        return o.toString();
    }
}

到此为止，都非常的简单

这里就有个问题：假设我有很多的地方需要不同的类去实现 Func，我就得每次都去写这么一个类，然后实现该接口并重写方法

这样很麻烦！因此我们使用匿名内部类

        Func<String, Integer> func = new Func<String, Integer>() {
            /** * 调用 * * @param s 参数 * @return 返回值 */
            @Override
            public Integer apply(String s) {
                return s.hashCode();
            }
        };

我们可以看到，使用了匿名内部类后不用每次去新建这个类了，只需要在调用的地方，new 一下接口，创建一个匿名内部类即可

但这样还有个问题，我们每次都要写这么一大几行代码，特别麻烦

由此而生，我们有了 lambda 这种简写的形式

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/lambdaexpressions.html#syntax

        Func<String, String> func1 = (String s) -> {
            return s.toUpperCase();
        };

如果只有一行，我们可以省略掉中括号以及 return

        Func<String, String> func2 = (String s) -> s.toUpperCase();

我们可以省略掉后边的参数类型

        Func<String, String> func3 = s -> s.toUpperCase();

如果我们满足特定的形式，我们还可以使用方法引用（双冒号）的形式缩写

        Func<String, String> func4 = String::toUpperCase;

这里除了我们的参数->返回值写法：s->s.toUpperCase()，还有很多种

例如无参数带返回值写法 ()->"yes"、无参无返回值写法 ()->{} 等等

而方法引用这种写法有如下几种：

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/methodreferences.html

package org.dromara.streamquery;

import java.util.function.Function;
import java.util.function.IntFunction;
import java.util.function.Supplier;

/** * 语法糖——方法引用 * * @author VampireAchao */
public class MethodReferences {

    public static Object staticSupplier() {
        return "whatever";
    }

    public Object instanceSupplier() {
        return "whatever";
    }

    public Object anonymousInstanceFunction() {
        return "whatever";
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 引用构造函数
        Supplier<MethodReferences> conSup = () -> new MethodReferences();
        conSup = MethodReferences::new;
        // 数组构造函数引用
        IntFunction<int[]> intFunction = value -> new int[value];
        // intFunc == new int[20];
        int[] intFuncResult = intFunction.apply(20);
        // 引用静态方法
        Supplier<Object> statSup = () -> staticSupplier();
        statSup = MethodReferences::staticSupplier;
        Object statSupResult = statSup.get();
        // 引用特定对象的实例方法
        Supplier<Object> instSup = new MethodReferences()::instanceSupplier;
        instSup = new MethodReferences()::instanceSupplier;
        Object instSupResult = instSup.get();
        // 引用特定类型的任意对象的实例方法
        Function<MethodReferences, Object> anonInstFunc = streamDemo -> streamDemo.anonymousInstanceFunction();
        anonInstFunc = MethodReferences::anonymousInstanceFunction;

    }

}

顺便放几个常用的，jdk 自带的函数式接口写法

package org.dromara.streamquery;

import java.math.BigDecimal;
import java.util.function.*;

/** * 常用的几个函数式接口写法 * * @author VampireAchao */
class Usual {

    public static Consumer<Object> consumer() {
        // 有参数无返回值
        return o -> {
        };
    }

    public static Function<Integer, Object> function() {
        // 有参数有返回值
        return o -> o;
    }

    public static Predicate<Object> predicate() {
        // 有参数，返回值为boolean
        return o -> true;
    }

    public static Supplier<Object> supplier() {
        // 无参数有返回值
        return Object::new;
    }

    public static BiConsumer<String, Integer> biConsumer() {
        // 俩参数无返回值
        return (q, o) -> {
        };
    }

    public static BiFunction<Integer, Long, BigDecimal> biFunction() {
        // 俩参数，有返回值
        return (q, o) -> new BigDecimal(q).add(BigDecimal.valueOf(o));
    }

    public static UnaryOperator<Object> unaryOperator() {
        // 一个参数，返回值类型和参数一样
        return q -> q;
    }

    public static BinaryOperator<Object> binaryOperator() {
        // 俩参数和返回值类型保持一致
        return (a, o) -> a;
    }

}

Stream

Java 8 API 添加了一个新的抽象称为流 Stream，可以让你以一种声明的方式处理数据。方法全是传入函数作为参数，来达到我们的目的。

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/package-summary.html

        // 声明式编程是告诉计算机需要计算“什么”而不是“如何”去计算
        // 现在，我想要一个List，包含3个数字6
        List<Integer> sixSixSix =
                // 我想要：
                Stream
                        // 数字6
                        .generate(() -> 6)
                        // 3个
                        .limit(3)
                        // 最后收集起来转为List
                        .collect(Collectors.toList());
        sixSixSix.forEach(System.out::print);

Stream 使用一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。

        // 就像sql里的排序、截取
        // 我要把传入的list逆序，然后从第五个(元素下标为4)开始取值，取4条
        abc = abc.stream()
                // 排序(按照自然顺序的逆序)
                .sorted(Comparator.reverseOrder())
                // 从下标为4开始取值
                .skip(4)
                // 取4条
                .limit(4)
                // 最后收集起来转为List
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println("我要把传入的list逆序，然后从第五个(元素下标为4)开始取值，取4条");
        abc.forEach(System.out::print);
        System.out.println();

Stream API 可以极大提高 Java 程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。

    /** * 老办法实现一个list，存储3个6 * * @return [6, 6, 6] */
    private static List<Integer> oldSix() {
        // 老办法
        List<Integer> sixSixSix = new ArrayList<>(3);
        sixSixSix.add(6);
        sixSixSix.add(6);
        sixSixSix.add(6);
        System.out.println("老办法实现一个list，存储3个6");
        for (Integer integer : sixSixSix) {
            System.out.print(integer);
        }
        System.out.println();
        return sixSixSix;
    }

    /** * 新方法实现一个list，存储3个6 * * @return [6, 6, 6] */
    private static List<Integer> newSix() {
        List<Integer> sixSixSix = Stream.generate(() -> 6).limit(3).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("新方法实现一个list，存储3个6");
        sixSixSix.forEach(System.out::print);
        System.out.println();
        return sixSixSix;
    }

这种风格将要处理的元素集合看作一种流， 流在管道中传输， 并且可以在管道的节点上进行处理， 比如筛选， 排序，聚合等。

        // 管道中传输，节点中处理
        int pipe = abc.stream()
                // 筛选
                .filter(i -> i > 'G')
                // 排序
                .sorted(Comparator.reverseOrder())
                .mapToInt(Object::hashCode)
                // 聚合
                .sum();
        System.out.println("将26个字母组成的集合过滤出大于'G'的，逆序，再获取hashCode值，进行求和");
        System.out.println(pipe);

元素流在管道中经过中间操作（intermediate operation）的处理，最后由最终操作 (terminal operation) 得到前面处理的结果。

        // 将26个大写字母Character集合转换为String然后转换为小写字符
        List<String> terminalOperation = abc.stream()
                // 中间操作（intermediate operation）
                .map(String::valueOf).map(String::toLowerCase)
                // 最终操作（terminal operation）
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println("26个大写字母Character集合，转换成String然后转换为小写字符，收集起来");
        terminalOperation.forEach(System.out::print);
        System.out.println();