Java8新特性lambda表達式有什麼用(用法實例)

我們期待了很久lambda為java帶來閉包的概念，但是如果我們不在集合中使用它的話，就損失了很大價值。現有介面遷移成為lambda風格的問題已經透過default methods解決了，在這篇文章將深入解析Java集合裡面的批量資料操作（bulk operation），解開lambda最強作用的神秘面紗。

1.關於JSR335

JSR是Java Specification Requests的縮寫，意思是Java 規範請求,Java 8 版本的主要改進是 Lambda 專案（JSR 335），其目的是使 Java 更易於為多核心處理器編寫程式碼。 JSR 335=lambda表達式+介面改進（預設方法）+批次資料運算。加上前面兩篇，我們已經是完整的學習了JSR335的相關內容了。

2.外部VS內部迭代

以前Java集合是不能夠表達內部迭代的，而只提供了一種外部迭代的方式，也就是for或while循環。

List persons = asList(new Person("Joe"), new Person("Jim"), new Person("John"));
for (Person p :  persons) {
   p.setLastName("Doe");
}

上面的例子是我們先前的做法，也就是所謂的外在迭代，循環是固定的順序循環。在現在多核心的時代，如果我們想並行循環，不得不修改以上程式碼。效率能有多大提升也說定，且會帶來一定的風險（線程安全問題等等）。

要描述內部迭代，我們需要用到Lambda這樣的類別庫,下面利用lambda和Collection.forEach重寫上面的循環

persons.forEach(p->p.setLastName("Doe"));

現在是由jdk 庫來控制循環了，我們不需要關心last name是怎麼被設定到每個person物件裡面去的，函式庫可以依照運作環境來決定怎麼做，並行，亂序或懶載入方式。這就是內部迭代，客戶端將行為p.setLastName當做資料傳入api裡面。 

內部迭代其實和集合的批次操作並沒有密切的聯繫，借助它我們感受到語法表達上的變化。真正有趣的和批量操作相關的是新的流（stream）API。新的java.util.stream套件已經加入JDK 8了。

3.Stream API

流（Stream）僅代表著資料流，並沒有資料結構，所以他遍歷完一次之後便再也無法遍歷（這點在程式設計時候需要注意，不像Collection，遍歷裡面多少次都還有數據），它的來源可以是Collection、array、io等等。

3.1中間與終點方法

流作用是提供了一種操作大數據接口，讓數據操作更容易和更快。它具有過濾、映射以及減少遍歷數等方法，這些方法分為兩種：中間方法和終端方法，「流」抽像天生就該是持續的，中間方法永遠返回的是Stream，因此如果我們要獲取最終結果的話，必須使用終點操作才能收集流產生的最終結果。區分這兩個方法是看他的回傳值，如果是Stream則是中間方法，否則是終點方法。具體請參考Stream的api。

簡單介紹下幾個中間方法（filter、map）以及終點方法（collect、sum）

3.1.1Filter

在資料流中實現過濾功能是首先我們可以想到的最自然的操作了。 Stream介面揭露了一個filter方法，它可以接受表示操作的Predicate實作來使用定義了過濾條件的lambda表達式。

List persons = …
Stream personsOver18 = persons.stream().filter(p -> p.getAge() > 18);//过滤18岁以上的人

3.1.2Map

假使我們現在過濾了一些數據，例如轉換物件的時候。 Map操作允許我們執行一個Function的實作（Function的泛型T,R分別表示執行輸入和執行結果），它接受入參並傳回。首先，讓我們來看看怎麼以匿名內部類別的方式來描述它：

Stream adult= persons
              .stream()
              .filter(p -> p.getAge() > 18)
              .map(new Function() {
                  @Override
                  public Adult apply(Person person) {
                     return new Adult(person);//将大于18岁的人转为成年人
                  }
              });

現在，把上述例子轉換成使用lambda表達式的寫法：

Stream map = persons.stream()
                    .filter(p -> p.getAge() > 18)
                    .map(person -> new Adult(person));

3.1.3Count

count方法是一個流的終點方法，可使流的結果最終統計，返回int，例如我們計算一下滿足18歲的總人數：

int countOfAdult=persons.stream()
                       .filter(p -> p.getAge() > 18)
                       .map(person -> new Adult(person))
                       .count();

3.1.4Collect

collect方法也是一個流的終點方法，可收集最終的結果

List adultList= persons.stream()
                       .filter(p -> p.getAge() > 18)
                       .map(person -> new Adult(person))
                       .collect(Collectors.toList());

或者，如果我們想使用特定的實作類別來收集結果：

List adultList = persons
                 .stream()
                 .filter(p -> p.getAge() > 18)
                 .map(person -> new Adult(person))
                 .collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));

篇幅有限，其他的中間方法和終點方法就不一一介紹了，看了上面幾個例子，大家明白這兩種方法的區別即可，後面可依需求決定使用。

3.2順序流與並行流

每個Stream都有兩種模式：順序執行和並行執行。
順序流：

List <Person> people = list.getStream.collect(Collectors.toList());

並行流：

List <Person> people = list.getStream.parallel().collect(Collectors.toList());

顧名思義，當使用順序方式去遍歷時，每個item讀完後再讀下一個item。而使用並行去遍歷時，陣列會被分成多個段，其中每一個都在不同的執行緒中處理，然後將結果一起輸出。

3.2.1並行流原理：

List originalList = someData;
split1 = originalList(0, mid);//将数据分小部分
split2 = originalList(mid,end);
new Runnable(split1.process());//小部分执行操作
new Runnable(split2.process());
List revisedList = split1 + split2;//将结果合并

3.2.2順序與平行性能測試對比

如果是多核心機器，理論上並行流則會比順序流快上一倍，下面是測試程式碼

long t0 = System.nanoTime();
//初始化一个范围100万整数流,求能被2整除的数字，toArray（）是终点方法
int a[]=IntStream.range(0, 1_000_000).filter(p -> p % 2==0).toArray();
long t1 = System.nanoTime();
//和上面功能一样，这里是用并行流来计算
int b[]=IntStream.range(0, 1_000_000).parallel().filter(p -> p % 2==0).toArray();
long t2 = System.nanoTime();
//我本机的结果是serial: 0.06s, parallel 0.02s，证明并行流确实比顺序流快
System.out.printf("serial: %.2fs, parallel %.2fs%n", (t1 - t0) * 1e-9, (t2 - t1) * 1e-9);

3.3關於Folk/Join框架

應用硬體的並行性在java 7就有了，那就是java.util.concurrent 包的新增功能之一是一個fork-join 風格的並行分解框架，同樣也很強大高效，有興趣的同學去研究，這裡不詳談了，相比Stream.parallel()這種方式，我更傾向於後者。

4.總結

如果沒有lambda，Stream用起來相當彆扭，他會產生大量的匿名內部類，比如上面的3.1.2map例子，如果沒有default method，集合框架更改勢必會引起大量的改動，所以lambda+default method使得jdk庫更加強大，以及靈活，Stream以及集合框架的改進便是最好的證明。

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