前幾天在reddit上看到Java8 M8 Developer Preview版本已經發布了，不免想要嚐鮮一把。Developer Preview版本已經所有Feature都完成了，Java8的特性可以在這裡看到http://openjdk.java.net/projects/jdk8/features，下載地址：http://jdk8.java.net/download.html。Java8最值得期待的就是lambda表示式了，本文就將帶你體驗lambda表示式，並進行比較深入的解析。

下載及配置

Intellij IDEA已經完美支援Java8了。首先開啟Project Structure，在Project裡設定新的JDK路徑，並設定Modules=>Source=>Language Level為8.0即可。

現在我們可以使用Java8編寫程式了！但是當我們開開心心編寫完，享受到高階的lambda表示式後，執行程式，會提示：java: Compilation failed: internal java compiler error！這是因為javacc的版本還不對，在Compiler=>Java Compiler裡將專案對應的javacc版本選為1.8即可。

什麼？你說你用Eclipse？好像目前還沒有穩定版！想嚐鮮的，可以看看這個地址http://stackoverflow.com/questions/13295275/programming-java-8-in-eclipse，大致是先checkout Eclipse JDT的beta java8分支，然後在Eclipse裡執行這個專案，從而啟動一個支援java8的Eclipse…不過應該難不倒作為geek的你吧！

體驗lambda表示式

好了，我們開始體驗Java8的新特性-lambda表示式吧！現在我們的匿名類可以寫成這樣子了：

<!-- lang: java -->
    new Thread(() -> {
        System.out.println("Foo");
    }).start();

而之前的寫法只能是這樣子：

<!-- lang: java -->
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Foo");
        }
    }).start();
 

這樣一看，我們似乎就是匿名類寫起來簡單了一點啊？而第二種方法，藉助便捷的IDE，好像編寫效率也沒什麼差別？博主開始也是這樣認為，仔細學習之後，才知道其中的奧妙所在！

這裡有一個重要的資訊，就是**()->{}這裡代表一個函式，而非一個物件。**可能這麼說比較抽象，我們還是程式碼說話吧：

<!-- lang: java -->
public class LambdaTest {

    private static void bar(){
        System.out.println("bar");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(LambdaTest::bar).start();
    }

}

看懂了麼？這裡LambdaTest::bar代表一個函式(用C++的同學笑了)，而new Thread(Runnable runnable)的引數，可以接受是一個函式作為引數！

是不是覺得很神奇，顛覆了Java思維？在剖析原理以前，博主暫且賣個關子，我們先來講講什麼是lambda表示式。

什麼是lambda表示式

lambda表示式的由來

絮叨幾句，現代程式語言的lamdba表示式都來自1930年代初，阿隆佐·邱奇(Alonzo Church)提出的λ演算(Lambda calculus)理論。λ演算的核心思想就是“萬物皆函式”。一個λ運算元即一個函式，其一般形式是λx.x + 2。一個λ運算元可以作為另一個λ運算元的輸入，從而構建一個高階的函式。λ演算是函數語言程式設計的鼻祖，大名鼎鼎的程式語言Lisp就是基於λ演算而建立。用過Lisp的應該都清楚，它的語法很簡單，但是卻有包容萬物的能力。

可能搞計算機的對邱奇比較陌生，但是提起和邱奇同時代的另外一個人，大家就會覺得如雷貫耳了，那就是阿蘭·圖靈。邱奇成名的時候，圖靈還是個大學生。邱奇和圖靈一起發表了邱奇-圖靈論題，並分別提出了λ演算和圖靈機，加上哥德爾提出的遞迴函式一起，在理論上確定了什麼是可計算性。至於什麼是可計算性，其實博主也說不清楚，但是現代所有計算機程式語言，都可以認為是從三種之一發展而來，並與之等價的。僅此一點，其影響深遠，可想而知。當年教我們《計算理論》的是一個德高望重的教授，人稱宋公，每次講到那個輝煌的年代，總是要停下來，神情專注的感嘆一句：“偉大啊！”想想確實挺偉大，人家圖靈大學時候就奠定了現代計算機的基礎，而我們那會大概還在打DOTA…

附上大神們的照片，大家感受一下：

現代程式語言中的lambda表示式

好了扯遠了，神遊過了那個偉大的時代，我們繼續思考如何編程式碼做需求吧…

現代語言的lambda表示式，大概具備幾個特徵(博主自己歸納的，如有不嚴謹，歡迎指正)：

1. 函式可作為輸入；
2. 函式可作為輸出；
3. 函式可作用在函式上，形成高階函式。
4. 函式支援lambda格式的定義。

其實有了1、2，3也就是順水推舟的事情，而4其實沒有太大的必要性，因為一般語言都有自己的函式定義方式，4僅僅是作為一種補充。當然實現了4的語言，一般都會說：“你看我實現了lambda表示式！”(望向Java8和Python同學)

在Java8中使用lambda表示式

FunctionalInterface

Java中的lambda無法單獨出現，它需要一個介面來盛放。這個介面必須使用@FunctionalInterface作為註解，並且只有一個未實現的方法。等等，什麼叫介面中未實現的方法？難道介面中還可以有已實現的方法？恭喜你，猜對了！Java8的介面也可以寫實現了！是不是覺得Interface和AbstractClass更加傻傻分不清楚了？但是AbstractClass是無法使用@FunctionalInterface註解的，官方的解釋是為了防止AbstractClass的建構函式做一些事情，可能會導致一些呼叫者意料不到的事情發生。

好了，我們來看一點程式碼，Runnable介面現在變成了這個樣子：

<!-- lang: java -->
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

這裡我們可以將任意無引數的lambda表示式賦值給Runnable:

<!-- lang: java -->
    Runnable runnable = () -> {
        System.out.println("Hello lambda!");
    };
    runnable.run();

lambda表示式本質上是一個函式，所以我們還可以用更加神奇的賦值：

<!-- lang: java -->
public class HelloLambda {

    private static void hellolambda() {
        System.out.println("Hello lambda!");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = HelloLambda::hellolambda;
        runnable.run();
    }
}

這裡看到這裡，大家大概明白了，lambda表示式其實只是個幌子，更深層次的含義是：函式在Java裡面可以作為一個實體進行表示了。這就意味著，在Java8裡，函式既可以作為函式的引數，也可以作為函式的返回值，即具有了lambda演算的所有特性。

Function系列API

看到這裡，可能大家會有疑問？什麼樣的函式和什麼樣的lambda表示式屬於同一型別？答案是引數和返回值的型別共同決定函式的型別。例如Runnable的run方法不接受引數，也沒有返回值，那麼Runnable介面則可以用任意沒有引數且沒有返回值的函式來賦值。這樣概念上來說，Runnable表示的含義就從一個物件變成了一個方法。

這一點在Java8中的java.util.function包裡的程式碼得到了驗證。以最具有代表性的Function介面為例：

<!-- lang: java -->
@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {

    R apply(T t);

}

有了Function，我們可以這樣寫：

<!-- lang: java -->
    Function<Integer,String> convert = String::valueOf;
    String s = convert.apply(1);

這個東東是不是很像Javascript中的函式物件？

可惜的是，這裡的Function算是個半成品，它只能表示一個有單個引數，並有非void返回值的函式。像System.out.println()這種方法，因為返回值為void，是無法賦值為Function的！

怎麼辦？java.util.function包提供了一個不那麼完美的解決方案：多定義幾個FunctionalInterface唄！

於是，在Java8裡有了：

• Supplier: 沒有引數，只有返回值的函式
• Consumer: 一個引數，返回值為void的函式
• BiFunction: 兩個引數，一個返回值的函式
• BiConsumer: 兩個引數，沒有返回值的函式
• ...

對於這些個API，我也沒有什麼力氣吐槽了，反正我也想不出更好的方法…大家趁機，多學幾個單詞吧，嗯。

總結：名詞王國的新政

相信很多同學都看過這篇著名的文章：名詞王國裡的死刑。這篇文章吐槽了Java裡，動詞(方法)在Java裡總是要依附於某個名詞(物件/類)存在。

現在動詞在名詞王國終於有了一個身份了。當然這個動詞需要先取得一個名詞的身份(FunctionInterface)，然後才能名正言順的倖存下來。好在Oracle國王預先為他們留了一些身份(Function、Consumer、Supplier、BiFunction...)，所以大多數動詞都已經找到了自己的位置。System.out.println(String)現在是Consumer<String>了，String.valueOf(Integer)現在是Function<Integer,String>了，Collection.size()現在是Supplier<Integer>了…。要為一些較長引數的方法獲取一個身份，也是挺容易的(定義一個新的FunctionInterface介面)。

我相信這個影響是深遠的。例如下面一段程式碼，可以同一行程式碼將一個List<Integer>轉換成一個List<String>：

<!-- lang: java -->
List<String> strings = intList.stream().map(String::valueOf).collect(Collectors.<String>toList());

當然問題也存在。因為包含了閉包等因素，FunctionInterface的序列化/反序列化會是一個相當複雜的事情。熟悉Java的開發者，也會因為lambda的引入，帶來了一些困惑。俗話說活到老學到老，我倒是不介意這個新功能，你說呢？

參考文獻：

1. http://blog.sciencenet.cn/blog-414166-628109.html
2. http://www.global-sci.org/mc/issues/3/no2/freepdf/80s.pdf
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Lambda_calculus
4. 吸引人的微信軟文編輯方法