Lambda 表達式是 Java 8 引入的一種簡潔的表示匿名方法的方式，使用它可以用于替代某些匿名內(nèi)部類對象，從而讓程序更簡潔，可讀性更好。但 Lambda 表達式的底層是如何實現(xiàn)的呢？接下來我們一起來看。

1.未Lambda表達式

未使用 Lambda 表達式之前，我們創(chuàng)建一個線程，可以這樣寫：

Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("t1");
    }
});
t1.start();

其中 Runnable 匿名內(nèi)部類，查看 Runnable 源碼，我們可以看到 Runnable 的實現(xiàn)如下：

圖片

1.1 什么是匿名內(nèi)部類？

匿名內(nèi)部類是在 Java 中定義的一個沒有名稱的內(nèi)部類。它通常在一個類的成員位置或者方法體內(nèi)直接定義，并且立即實例化。

匿名內(nèi)部類的主要用途在于簡化代碼，避免為了實現(xiàn)一個簡單的功能而定義一個完整的類。它特別適用于只需要一次使用的類，比如實現(xiàn)一個接口的單方法（即函數(shù)式接口）的場合。

PS：自從 Java 8 引入 Lambda 表達式后，很多原本使用匿名內(nèi)部類的地方可以被更簡潔的 Lambda 表達式替代。

上面代碼中的 new Runnable 就是一個標準匿名內(nèi)部類的使用。

1.2 什么是@FunctionalInterface？

@FunctionalInterface 是 Java 8 引入的一個注解，它用于標記一個接口為函數(shù)式接口。

函數(shù)式接口是指只包含一個抽象方法的接口。這個注解雖然不是必需的，但它提供了一種明確的方式告訴編譯器和開發(fā)者，這個接口是設(shè)計為函數(shù)式接口的。

@FunctionalInterface 注解的作用如下：

• 編譯時檢查：當一個接口被標記為 @FunctionalInterface 時，編譯器會檢查該接口是否只有一個抽象方法。如果不符合函數(shù)式接口的定義（即存在多個抽象方法），編譯器會報錯，提醒開發(fā)者修正。這為開發(fā)者提供了明確的編譯時保障，確保所標記的接口確實符合函數(shù)式接口的要求。
• 代碼明確性：即使不加 @FunctionalInterface 注解，只要接口符合函數(shù)式接口的定義，它仍然可以被視為函數(shù)式接口。但注解的存在增加了代碼的明確性和可讀性，使得其他開發(fā)者更容易理解該接口的設(shè)計意圖。
• 支持 Lambda 表達式：函數(shù)式接口的主要目的是為了支持 Lambda 表達式。通過 Lambda 表達式，開發(fā)者可以以更簡潔的方式實現(xiàn)函數(shù)式接口的抽象方法，從而減少模板代碼，使代碼更加簡潔和易于理解。由于 Lambda 表達式本身不包含類型信息，Java 編譯器需要一種機制來確定 Lambda 表達式對應(yīng)的目標類型。函數(shù)式接口就扮演了這一角色——Lambda 表達式可以被賦值給任何兼容的函數(shù)式接口類型，編譯器會依據(jù)接口的唯一抽象方法來推斷 Lambda 表達式的參數(shù)類型和返回類型。

在 Java 標準庫中，有許多使用 @FunctionalInterface 注解的接口，如 java.util.function 包下的 Function、Predicate、Consumer 等，這些接口都是函數(shù)式接口，廣泛用于數(shù)據(jù)處理、過濾、轉(zhuǎn)換等操作。此外，在 Spring Boot 框架中，也經(jīng)常使用函數(shù)式接口來定義事件監(jiān)聽器、回調(diào)函數(shù)等。

2.使用Lambda表達式

未使用 Lambda 表達式之前，我們創(chuàng)建一個線程是這樣寫的：

Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("t1");
    }
});
t1.start();

而用了 Lambda 表達式，我們可以這樣寫：

Thread t1 = new Thread(() -> { System.out.println("t1"); });
t1.start();

從上述代碼可以看出，當我們使用 Lambda 表達式之后，代碼就變得更簡潔和優(yōu)雅了。

3.Lambda詳解

Lambda 表達式的語法形式如下：

(parameters) -> expression

或者是：

(parameters) -> { statements; }

以上語法含義如下：

• 參數(shù)列表：在圓括號內(nèi)的部分，用于定義傳遞給 Lambda 體的參數(shù)。參數(shù)列表可以為空，也可以包含多個參數(shù)，參數(shù)之間用逗號隔開。
• 箭頭符號：是 Lambda 表達式的分隔符，將參數(shù)列表與表達式或語句塊分隔開。
• Lambda 體：包含了具體的執(zhí)行邏輯，可以是一個表達式或是一個由多個語句組成的代碼塊。

3.1 使用場景

Lambda 表達式主要用于執(zhí)行函數(shù)式接口（Function Interface），即只有一個抽象方法的接口。常見的函數(shù)式接口包括 java.util.function 包下的 Predicate、Function、Consumer 等。

3.2 舉個例子

假設(shè)我們有一個List，并且我們想要對這個列表進行過濾操作，只保留偶數(shù)元素。使用 Lambda 表達式可以非常方便地實現(xiàn)這一功能：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
        // 使用 Lambda 表達式過濾出偶數(shù)
        List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
                                           .filter(n -> n % 2 == 0)
                                           .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(evenNumbers); // 輸出 [2, 4, 6, 8]
    }
}

在這個例子中，n -> n % 2 == 0 是一個 Lambda 表達式，它接受一個整數(shù) n 作為輸入?yún)?shù)，并返回一個布爾值。這個 Lambda 表達式被用作 filter 方法的參數(shù)，該方法期望一個 Predicate類型的函數(shù)式接口實例。

4.Lambda底層原理

Lambda 底層運行原理如下：

在程序運行時，會在類中生成一個匿名內(nèi)部類，匿名內(nèi)部類會實現(xiàn)接口，并重寫接口中的抽象方法。

類中會生成一個靜態(tài)方法，靜態(tài)方法中的代碼就是 Lambda 表達式中的代碼。

匿名內(nèi)部類重寫的抽象方法，會調(diào)用上一步的靜態(tài)方法，從而實現(xiàn) Lambda 代碼的執(zhí)行。

所以，綜合來說，Lambda 表達式其實是匿名內(nèi)部類的語法糖，這個語法糖在程序執(zhí)行時會進行兌現(xiàn)，也就是生成匿名內(nèi)部類并進行任務(wù)執(zhí)行。