Java8 Lambda 学习笔记

函数式接口

什么是函数式接口？

函数式接口，@FunctionalInterface，简称FI，简单的说，FI就是指仅含有一个抽象方法的接口，以@Functionalnterface标注，该注解标注与否对函数式接口没有实际的影响， 不过一般还是推荐使用该注解，就像使用@Override注解一样。

注意，这里的抽象方法指的是该接口自己特有的抽象方法，而不包含它从其上级继承过来的抽象方法，例如：

@FunctionalInterface
Interface FI{
   abstract judge(int a);
   abstract equals();      
}

上面这个接口尽管含有两个抽象方法，但是它仍然是一个FI，因为equals抽象方法是其从超类Object中继承的（当然这里的“接口继承超类Object”的说法很有争议，但是不妨碍咱们这里拿来理解FI这个概念）

详情扩展阅读：JDK8新特性：函数式接口@FunctionalInterface的使用说明

Java SE 7 中已经存在的函数式接口：

• java.lang.Runnable

• java.util.concurrent.Callable

• java.security.PrivilegedAction

• java.util.Comparator

• java.io.FileFilter

• java.beans.PropertyChangeListener

除此之外，Java SE 8中增加了一个新的包：java.util.function，它里面包含了常用的函数式接口，例如：

• Predicate<T>——接收 T 并返回 boolean     详情介绍

• Consumer<T>——接收 T，不返回值      详情介绍

• Function<T, R>——接收 T，返回 R      详情介绍

• Supplier<T>——提供 T 对象（例如工厂），不接收值     详情介绍

• UnaryOperator<T>——接收 T 对象，返回 T     详情介绍

• BinaryOperator<T>——接收两个 T，返回 T     详情介绍

除了上面的这些基本的函数式接口，我们还提供了一些针对原始类型（Primitive type）的特化（Specialization）函数式接口，例如 IntSupplier 和 LongBinaryOperator。（我们只为 int、long 和 double 提供了特化函数式接口，如果需要使用其它原始类型则需要进行类型转换）同样的我们也提供了一些针对多个参数的函数式接口，例如 BiFunction<T, U, R>，它接收 T 对象和 U 对象，返回 R 对象。

JDK1.8中提供了一些函数式接口如下：

上表中的原始类型特化指的是为了消除自动装箱和拆箱的性能开销，JDK1.8提供的针对基本类型的

Lambda表达式和方法引用

有了函数式接口之后，就可以使用Lambda表达式和方法引用了。其实函数式接口的表中的函数描述符就是Lambda表达式，在函数式接口中Lambda表达式相当于匿名内部类的效果。 举个简单的例子：

public class TestLambda {
 
    public static void execute(Runnable runnable) {
        runnable.run();
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        //Java8之前
        execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("run");
            }
        });
 
        //使用Lambda表达式
        execute(() -> System.out.println("run"));
    }
}

可以看到，相比于使用匿名内部类的方式，Lambda表达式可以使用更少的代码但是有更清晰的表述。注意，Lambda表达式也不是完全等价于匿名内部类的， 两者的不同点在于this的指向和本地变量的屏蔽上。

Lambda表达式还可以复合，把几个Lambda表达式串起来使用：

Predicate<Apple> redAndHeavyApple = redApple.and(a -> a.getWeight() > 150).or(a -> “green”.equals(a.getColor()));

上面这行代码把两个Lambda表达式串了起来，含义是选择重量大于150或者绿色的苹果。

Lambda表达式与方法引用和构造器引用

方法引用可以看作Lambda表达式的更简洁的一种表达形式，使用::操作符

• 静态方法的方法引用（例如Integer的parseInt方法，写作Integer::parseInt）

• 任意类型实例方法的方法引用（例如String的length方法，写作String::length）

• 现有对象的实例方法的方法引用（例如假设你有一个本地变量localVariable用于存放Variable类型的对象，它支持实例方法getValue，那么可以写成localVariable::getValue）

• 构造器引用（例如String::new）

举个方法引用的简单的例子：

Function<String, Integer> stringToInteger = (String s) -> Integer.parseInt(s);
 
//使用方法引用
Function<String, Integer> stringToInteger = Integer::parseInt;

方法引用中还有一种特殊的形式，构造函数引用，假设一个类有一个默认的构造函数，那么使用方法引用的形式为：

Supplier<SomeClass> c1 = SomeClass::new;
SomeClass s1 = c1.get();
 
//等价于
Supplier<SomeClass> c1 = () -> new SomeClass();
SomeClass s1 = c1.get();

如果是构造函数有一个参数的情况：

Function<Integer, SomeClass> c1 = SomeClass::new;
SomeClass s1 = c1.apply(100);
 
//等价于
Function<Integer, SomeClass> c1 = i -> new SomeClass(i);
SomeClass s1 = c1.apply(100);

详情阅读扩展：Java中Lambda表达式与方法引用和构造器引用

Stream

什么是流？

Stream是java8中新增加的一个特性，被java猿统称为流.

Stream 不是集合元素，它不是数据结构并不保存数据，它是有关算法和计算的，它更像一个高级版本的 Iterator。原始版本的 Iterator，用户只能显式地一个一个遍历元素并对其执行某些操作；高级版本的 Stream，用户只要给出需要对其包含的元素执行什么操作，比如 “过滤掉长度大于 10 的字符串”、“获取每个字符串的首字母”等，Stream 会隐式地在内部进行遍历，做出相应的数据转换。

Stream 就如同一个迭代器（Iterator），单向，不可往复，数据只能遍历一次，遍历过一次后即用尽了，就好比流水从面前流过，一去不复返。

而和迭代器又不同的是，Stream 可以并行化操作，迭代器只能命令式地、串行化操作。顾名思义，当使用串行方式去遍历时，每个 item 读完后再读下一个 item。而使用并行去遍历时，数据会被分成多个段，其中每一个都在不同的线程中处理，然后将结果一起输出。Stream 的并行操作依赖于 Java7 中引入的 Fork/Join 框架（JSR166y）来拆分任务和加速处理过程。Java 的并行 API 演变历程基本如下：

1.0-1.4 中的 java.lang.Thread  
5.0 中的 java.util.concurrent  
6.0 中的 Phasers 等  
7.0 中的 Fork/Join 框架  
8.0 中的 Lambda

Stream 的另外一大特点是，数据源本身可以是无限的。

Stream可以分成串行流和并行流，并行流是基于Java7中提供的ForkJoinPool来进行任务的调度，达到并行的处理的目的。 集合是我们平时在进行Java编程时非常常用的API，使用Stream可以帮助更好的来操作集合。

Stream提供了非常丰富的操作，包括筛选、切片、映射、查找、匹配、归约等等， 这些操作又可以分为中间操作和终端操作，中间操作会返回一个流，因此我们可以使用多个中间操作来作链式的调用，当使用了终端操作之后，那么这个流就被认为是被消费了， 每个流只能有一个终端操作。

Collection的流方法以及流接口中的工厂方法

java.util.Collection<T>：该接口中的默认方法也许是最常使用的生成流的方式

• stream()    Stream<T>

• parallelStream()    Stream<T>

java.util.stream.Stream<T>：该接口公开了大量的静态工厂方法，并且带有默认实现。

//筛选后收集到一个List中
List<Apple> vegetarianMenu = apples.stream().filter(Apple::isRed).collect(Collectors.toList());
 
//筛选加去重
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1,2,1,3,3,2,4);
numbers.stream().filter(i -> i % 2 == 0).distinct().forEach(System.out::println);

以上都是一些简单的例子，Stream提供的API非常丰富，可以很好的满足我们的需求。

与函数式接口类似，Stream也提供了原始类型特化的流，比如说IntStream等：

//maoToInt转化为一个IntStream
int count = list.stream().mapToInt(list::getNumber).sum();

并行流与串行流的区别就在于将stream改成parallelStream，并行流会将流的操作拆分，放到线程池中去执行，但是并不是说使用并行流的性能一定好于串行的流， 恰恰相反，可能大多数时候使用串行流会有更好的性能，这是因为将任务提交到线程池，执行完之后再合并，这些本身都是有不小的开销的。关于并行流其实还有非常多的细节， 这里做一个抛砖引玉，有兴趣的同学可以在网上自行查找一些资料来学习。

parallelStream

parallelStream是什么

parallelStream其实就是一个并行执行的流.它通过默认的ForkJoinPool,可能提高你的多线程任务的速度.

parallelStream的作用

Stream具有平行处理能力，处理的过程会分而治之，也就是将一个大任务切分成多个小任务，这表示每个任务都是一个操作，因此像以下的程式片段：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
numbers.parallelStream()
       .forEach(out::println);

你得到的展示顺序不一定会是1、2、3、4、5、6、7、8、9，而可能是任意的顺序，就forEach()这个操作來讲，如果平行处理时，希望最后顺序是按照原来Stream的数据顺序，那可以调用forEachOrdered()。例如：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
numbers.parallelStream()
       .forEachOrdered(out::println);

注意:如果forEachOrdered()中间有其他如filter()的中介操作，会试着平行化处理，然后最终forEachOrdered()会以原数据顺序处理，因此，使用forEachOrdered()这类的有序处理,可能会（或完全失去）失去平行化的一些优势，实际上中介操作亦有可能如此，例如sorted()方法。

parallelStream于Stream的区别？

Stream：有序

parallelStream

1、无序的

2、并不是并行流一定性能好，如果简单处理，并行流处理再加上合并时间，未必比stream效果好

3、并行流，有可能会造成数据的丢失，相见如下解释

流可以是无限的、有状态的，可以是顺序的，也可以是并行的。在使用流的时候，你首先需要从一些来源中获取一个流，执行一个或者多个中间操作，然后执行一个最终操作。中间操作包括filter、map、flatMap、peel、distinct、sorted、limit和substream。终止操作包括forEach、toArray、reduce、collect、min、max、count、anyMatch、allMatch、noneMatch、findFirst和findAny。 java.util.stream.Collectors是一个非常有用的实用类。该类实现了很多归约操作，例如将流转换成集合和聚合元素。 使其对集合操作更加灵活。

Java8中 Parallel Streams 的陷阱 [译]

JAVA使用并行流(ParallelStream)时要注意的一些问题

深入浅出ParallelStream

小结

以上只是对Java8的新特性进行了一个非常简单的介绍，由于近年来函数式编程很火，Java8也受函数式编程思想的影响，吸收了函数式编程好的地方， 很多新特性都是按照函数式编程来设计的。关于Java8还有非常多的细节没有提到，这些需要我们自行去学习，推荐一本学习Java8非常好的书籍——《Java8实战》， 看完这本书对Java8的使用可以有一个比较清楚的了解。

现在已经是2017年了，据说今年会推出Java9，Java9会推出什么新特性，让我们拭目以待吧。

阅读参考

• http://lucida.me/blog/java-8-lambdas-insideout-language-features/

• Java8环境搭建及十大新特性详解

• http://winterbe.com/posts/2014/03/16/java-8-tutorial/

• http://www.blogjava.net/landon/archive/2014/11/18/420263.html

未完待补充。。。