1. Общ преглед
Сега, когато Java 8 достигна широко използване, започнаха да се появяват модели и най-добри практики за някои от функциите на хедлайнера. В този урок ще разгледаме по-отблизо функционалните интерфейси и ламбда изразите.
2. Предпочитайте стандартните функционални интерфейси
Функционалните интерфейси, събрани в пакета java.util.function , задоволяват нуждите на повечето разработчици при предоставяне на целеви типове за ламбда изрази и референции на методи. Всеки от тези интерфейси е общ и абстрактен, което ги прави лесни за адаптиране към почти всеки ламбда израз. Разработчиците трябва да проучат този пакет, преди да създадат нови функционални интерфейси.
Помислете за интерфейс Foo :
@FunctionalInterface public interface Foo { String method(String string); }и метод add () в някакъв клас UseFoo , който приема този интерфейс като параметър:
public String add(String string, Foo foo) { return foo.method(string); }За да го изпълните, трябва да напишете:
Foo foo = parameter -> parameter + " from lambda"; String result = useFoo.add("Message ", foo);Погледнете по-отблизо и ще видите, че Foo не е нищо повече от функция, която приема един аргумент и дава резултат. Java 8 вече предоставя такъв интерфейс във Функция от пакета java.util.function.
Сега можем напълно да премахнем интерфейса Foo и да променим нашия код на:
public String add(String string, Function fn) { return fn.apply(string); }За да изпълним това, можем да напишем:
Function fn = parameter -> parameter + " from lambda"; String result = useFoo.add("Message ", fn);3. Използвайте @FunctionalInterface Annotation
Анотирайте функционалните си интерфейси с @FunctionalInterface. Отначало тази анотация изглежда безполезна. Дори и без него, вашият интерфейс ще се третира като функционален, стига да има само един абстрактен метод.
Но представете си голям проект с няколко интерфейса - трудно е да контролирате всичко ръчно. Интерфейс, който е проектиран да бъде функционален, може случайно да бъде променен чрез добавяне на други абстрактни методи / методи, което го прави неизползваем като функционален интерфейс.
Но използвайки анотацията @FunctionalInterface , компилаторът ще задейства грешка в отговор на всеки опит за разбиване на предварително дефинираната структура на функционален интерфейс. Също така е много удобен инструмент за улесняване на разбирането на архитектурата на вашите приложения за други разработчици.
Така че, използвайте това:
@FunctionalInterface public interface Foo { String method(); }вместо просто:
public interface Foo { String method(); }4. Не прекалявайте с методите по подразбиране във функционалните интерфейси
Можем лесно да добавим методи по подразбиране към функционалния интерфейс. Това е приемливо за договора за функционален интерфейс, стига да има само една абстрактна декларация за метод:
@FunctionalInterface public interface Foo { String method(String string); default void defaultMethod() {} }Функционалните интерфейси могат да бъдат разширени с други функционални интерфейси, ако техните абстрактни методи имат същия подпис.
Например:
@FunctionalInterface public interface FooExtended extends Baz, Bar {} @FunctionalInterface public interface Baz { String method(String string); default String defaultBaz() {} } @FunctionalInterface public interface Bar { String method(String string); default String defaultBar() {} }Точно както при обикновените интерфейси, разширяването на различни функционални интерфейси със същия метод по подразбиране може да бъде проблематично .
Например, нека добавим метода defaultCommon () към интерфейсите Bar и Baz :
@FunctionalInterface public interface Baz { String method(String string); default String defaultBaz() {} default String defaultCommon(){} } @FunctionalInterface public interface Bar { String method(String string); default String defaultBar() {} default String defaultCommon() {} }В този случай ще получим грешка по време на компилация:
interface FooExtended inherits unrelated defaults for defaultCommon() from types Baz and Bar...За да поправите това, методът defaultCommon () трябва да бъде заменен в интерфейса FooExtended . Разбира се, можем да осигурим персонализирана реализация на този метод. Въпреки това можем да използваме повторно изпълнението от родителския интерфейс :
@FunctionalInterface public interface FooExtended extends Baz, Bar { @Override default String defaultCommon() { return Bar.super.defaultCommon(); } }Но трябва да внимаваме. Добавянето на твърде много методи по подразбиране към интерфейса не е особено добро архитектурно решение. Това трябва да се разглежда като компромис, който да се използва само при необходимост за надграждане на съществуващите интерфейси, без да се нарушава обратната съвместимост.
5. Инстанцирайте функционалните интерфейси с ламбда изрази
Компилаторът ще ви позволи да използвате вътрешен клас за създаване на екземпляр на функционален интерфейс. Това обаче може да доведе до много подробен код. Трябва да предпочитате ламбда изрази:
Foo foo = parameter -> parameter + " from Foo";над вътрешен клас:
Foo fooByIC = new Foo() { @Override public String method(String string) { return string + " from Foo"; } }; The lambda expression approach can be used for any suitable interface from old libraries. It is usable for interfaces like Runnable, Comparator, and so on. However, this doesn't mean that you should review your whole older codebase and change everything.
6. Avoid Overloading Methods With Functional Interfaces as Parameters
Use methods with different names to avoid collisions; let's look at an example:
public interface Processor { String process(Callable c) throws Exception; String process(Supplier s); } public class ProcessorImpl implements Processor { @Override public String process(Callable c) throws Exception { // implementation details } @Override public String process(Supplier s) { // implementation details } }At first glance, this seems reasonable. But any attempt to execute either of the ProcessorImpl‘s methods:
String result = processor.process(() -> "abc");ends with an error with the following message:
reference to process is ambiguous both method process(java.util.concurrent.Callable) in com.baeldung.java8.lambda.tips.ProcessorImpl and method process(java.util.function.Supplier) in com.baeldung.java8.lambda.tips.ProcessorImpl matchTo solve this problem, we have two options. The first is to use methods with different names:
String processWithCallable(Callable c) throws Exception; String processWithSupplier(Supplier s);The second is to perform casting manually. This is not preferred.
String result = processor.process((Supplier) () -> "abc");7. Don’t Treat Lambda Expressions as Inner Classes
Despite our previous example, where we essentially substituted inner class by a lambda expression, the two concepts are different in an important way: scope.
When you use an inner class, it creates a new scope. You can hide local variables from the enclosing scope by instantiating new local variables with the same names. You can also use the keyword this inside your inner class as a reference to its instance.
However, lambda expressions work with enclosing scope. You can’t hide variables from the enclosing scope inside the lambda’s body. In this case, the keyword this is a reference to an enclosing instance.
For example, in the class UseFoo you have an instance variable value:
private String value = "Enclosing scope value";Then in some method of this class place the following code and execute this method.
public String scopeExperiment() { Foo fooIC = new Foo() { String value = "Inner class value"; @Override public String method(String string) { return this.value; } }; String resultIC = fooIC.method(""); Foo fooLambda = parameter -> { String value = "Lambda value"; return this.value; }; String resultLambda = fooLambda.method(""); return "Results: resultIC = " + resultIC + ", resultLambda = " + resultLambda; }If you execute the scopeExperiment() method, you will get the following result: Results: resultIC = Inner class value, resultLambda = Enclosing scope value
As you can see, by calling this.value in IC, you can access a local variable from its instance. But in the case of the lambda, this.value call gives you access to the variable value which is defined in the UseFoo class, but not to the variable value defined inside the lambda's body.
8. Keep Lambda Expressions Short and Self-explanatory
If possible, use one line constructions instead of a large block of code. Remember lambdas should be anexpression, not a narrative. Despite its concise syntax, lambdas should precisely express the functionality they provide.
This is mainly stylistic advice, as performance will not change drastically. In general, however, it is much easier to understand and to work with such code.
This can be achieved in many ways – let's have a closer look.
8.1. Avoid Blocks of Code in Lambda's Body
In an ideal situation, lambdas should be written in one line of code. With this approach, the lambda is a self-explanatory construction, which declares what action should be executed with what data (in the case of lambdas with parameters).
If you have a large block of code, the lambda's functionality is not immediately clear.
With this in mind, do the following:
Foo foo = parameter -> buildString(parameter);private String buildString(String parameter) { String result = "Something " + parameter; //many lines of code return result; }instead of:
Foo foo = parameter -> { String result = "Something " + parameter; //many lines of code return result; };However, please don't use this “one-line lambda” rule as dogma. If you have two or three lines in lambda's definition, it may not be valuable to extract that code into another method.
8.2. Avoid Specifying Parameter Types
A compiler in most cases is able to resolve the type of lambda parameters with the help of type inference. Therefore, adding a type to the parameters is optional and can be omitted.
Do this:
(a, b) -> a.toLowerCase() + b.toLowerCase();instead of this:
(String a, String b) -> a.toLowerCase() + b.toLowerCase();8.3. Avoid Parentheses Around a Single Parameter
Lambda syntax requires parentheses only around more than one parameter or when there is no parameter at all. That is why it is safe to make your code a little bit shorter and to exclude parentheses when there is only one parameter.
So, do this:
a -> a.toLowerCase();instead of this:
(a) -> a.toLowerCase();8.4. Avoid Return Statement and Braces
Braces and return statements are optional in one-line lambda bodies. This means, that they can be omitted for clarity and conciseness.
Do this:
a -> a.toLowerCase();instead of this:
a -> {return a.toLowerCase()};8.5. Use Method References
Very often, even in our previous examples, lambda expressions just call methods which are already implemented elsewhere. In this situation, it is very useful to use another Java 8 feature: method references.
So, the lambda expression:
a -> a.toLowerCase();could be substituted by:
String::toLowerCase;This is not always shorter, but it makes the code more readable.
9. Use “Effectively Final” Variables
Accessing a non-final variable inside lambda expressions will cause the compile-time error. But it doesn’t mean that you should mark every target variable as final.
According to the “effectively final” concept, a compiler treats every variable as final, as long as it is assigned only once.
It is safe to use such variables inside lambdas because the compiler will control their state and trigger a compile-time error immediately after any attempt to change them.
For example, the following code will not compile:
public void method() { String localVariable = "Local"; Foo foo = parameter -> { String localVariable = parameter; return localVariable; }; }The compiler will inform you that:
Variable 'localVariable' is already defined in the scope.This approach should simplify the process of making lambda execution thread-safe.
10. Protect Object Variables from Mutation
One of the main purposes of lambdas is use in parallel computing – which means that they're really helpful when it comes to thread-safety.
The “effectively final” paradigm helps a lot here, but not in every case. Lambdas can't change a value of an object from enclosing scope. But in the case of mutable object variables, a state could be changed inside lambda expressions.
Consider the following code:
int[] total = new int[1]; Runnable r = () -> total[0]++; r.run();This code is legal, as total variable remains “effectively final”. But will the object it references to have the same state after execution of the lambda? No!
Keep this example as a reminder to avoid code that can cause unexpected mutations.
11. Conclusion
В този урок видяхме някои най-добри практики и подводни камъни в ламбда изразите и функционалните интерфейси на Java 8. Въпреки полезността и мощта на тези нови функции, те са просто инструменти. Всеки разработчик трябва да обърне внимание, докато ги използва.
Пълният изходен код за примера е наличен в този проект на GitHub - това е проект на Maven и Eclipse, така че той може да бъде импортиран и използван такъв, какъвто е.