P45 函数式编程
- 1.Lambda的延迟执行
- 2.使用 Lambda 作为参数和返回值
系统:Win10
Java:1.8.0_333
IDEA:2020.3.4
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
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
备注: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.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