本文深入探讨Java8中Lambda表达式的概念、语法及原理，对比传统迭代器与Lambda结合流的性能，实测显示传统方法在某些场景下性能更优。
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Java8发布，Lambda表达式作为一项重要的特性随之而来。或许现在你已经在使用Lambda表达式来书写简洁灵活的代码。
Lambda 表达式是一种匿名函数(对 Java 而言这并不完全正确，但现在姑且这么认为)，
简单地说，它是没有声明的方法，也即没有访问修饰符、返回值声明和名字。
你可以将其想做一种速记，在你需要使用某个方法的地方写上它。当某个方法只使用一次，而且定义很简短，使用这种速记替代之尤其有效，这样，你就不必在类中费力写声明与方法了。
函数式接口
函数式接口（functional interface）。简单来说，函数式接口是只包含一个方法的接口。比如Java标准库中的java.lang.Runnable和java.util.Comparator都是典型的函数式接口。
java 8提供 @FunctionalInterface作为注解,这个注解是非必须的，只要接口符合函数式接口的标准（即只包含一个方法的接口），
虚拟机会自动判断，但 最好在接口上使用注解@FunctionalInterface进行声明，以免团队的其他人员错误地往接口中添加新的方法。
Java中的lambda无法单独出现，它需要一个函数式接口来盛放，lambda表达式方法体其实就是函数接口的实现，
Lambda语法
包含三个部分
一个括号内用逗号分隔的形式参数，参数是函数式接口里面方法的参数
一个箭头符号：->
方法体，可以是表达式和代码块，方法体函数式接口里面方法的实现，如果是代码块，则必须用{}来包裹起来，且需要一个 return 返回值，但有个例外，若函数式接口里面方法返回值是void，则无需{}
(parameters) -> expression 或者 (parameters) -> { statements; }
我们看个线程的demo
public class TestLambda {
//lambda实现
public static void runThreadUseLambda() {
new Thread(() ->System.out.println("我是lambda实现的线程")).start();
}
//内部类实现
public static void runThreadUseInnerClass() {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("内部类实现的线程");
}
}).start();
}
public static void main(String[] args) {
TestLambda.runThreadUseLambda();
TestLambda.runThreadUseInnerClass();
}
}Lambda原理
以上是通过不同的方法来实现线程的，那么我们来看下JVM编译执行过程的原理是不是一样的？
通过 javap -c TestLambda查看字节码
通过上面的对比发现红色部分不太一样Lambda是InvokeDynamic 内部类是 invokespecial，那么是什么意思呢？
我们先温习下jvm指令
invokeinterface：调用接口方法；
invokespecial：专门用来调用父类方法、私有方法和初始化方法；
invokestatic：调用静态方法；
invokevirtual：调用对象的一般方法。
这四个指令所对应的类、调用的方法在编译时几乎是固定的：invokestatic所对应的类为静态方法所在的类，方法为静态方法本身；invokespecial所对应的类为当前对象，方法是固定的；invokeinterface和invokevirtual所对应的类也为当前对象，方法可以因为继承和实现进行选择，但也仅限于整个继承体系中选择。
在java7 JVM中增加了一个新的指令invokedynamic，用于支持动态语言，即允许方法调用可以在运行时指定类和方法，不必在编译的时候确定。
字节码中每条invokedynamic指令出现的位置称为一个动态调用点，invokedynamic指令后面会跟一个指向常量池的调用点限定符，这个限定符会被解析为一个动态调用点。
我们发现Lambda采用的是invokedynamic指令，所以Lambda还是有别于普通方式的调用的。
我们在来看下List中Lambda的使用。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
public class TestLambdaList {
public static void main(String[] args) {
List<User> userList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
User user = new User();
user.setId(i);
user.setUserName("un" + i);
user.setPassword("password" + i);
userList.add(user);
}
// 通过Lambda取出User里面id的值
List<Integer> idList_LB = userList.stream().map(user -> user.getId()).collect(Collectors.toList());
System.out.println(idList_LB);
// 普通方法
List<Integer> idList_PT = new ArrayList<>();
for (User user : userList) {
idList_PT.add(user.getId());
}
System.out.println(idList_PT);
}
}
class User {
Integer id;
String userName;
String password;
public Integer getId() {
return id;
}
public void setId(Integer id) {
this.id = id;
}
public String getUserName() {
return userName;
}
public void setUserName(String userName) {
this.userName = userName;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
}以上是通过两种不同的方式实现取（出User里面id的值），很明显使用Lambda要简洁很多。
Lambda性能如何？
有许许多多关于 Java 8 中流效率的讨论，但根据 Alex Zhitnitsky 的测试结果显示：坚持使用传统的 Java 编程风格——iterator 和 for-each 循环——比 Java 8 的实现性能更佳。他们测出的结果是如下图
他们的结论：Java 8 中提供的任何一种新方式都会产生约 5 倍的性能差异。有时使用简单迭代器循环比混合 lambda 表达式和流更有效，即便这样需要多写几行代码，且需要跳过甜蜜的语法糖（syntactic suger）。
使用迭代器或 for-each 循环是遍历 ArrayList 最有效的方式，性能比采用索引值的传统 for 循环方式好两倍。
在 Java 8 的方法中，并行流的性能最佳。但是请小心，在某些情况下它也可能会导致程序运行得更慢。
我们自己来亲自测试下到底怎么样
将上面的代码添加个时间看下耗时情况
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
public class TestLambdaList {
public static void main(String[] args) {
List<User> userList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
User user = new User();
user.setId(i);
user.setUserName("un" + i);
user.setPassword("password" + i);
userList.add(user);
}
// 通过Lambda取出User里面id的值
long t1=System.currentTimeMillis();
List<Integer> idList_LB = userList.stream().map(user -> user.getId()).collect(Collectors.toList());
//System.out.println(idList_LB);
System.out.println(System.currentTimeMillis()-t1);
// 普通方法
long t2=System.currentTimeMillis();
List<Integer> idList_PT = new ArrayList<>();
for (User user : userList) {
idList_PT.add(user.getId());
}
System.out.println(System.currentTimeMillis()-t2);
// System.out.println(idList_PT);
}
}
class User {
Integer id;
String userName;
String password;
public Integer getId() {
return id;
}
public void setId(Integer id) {
this.id = id;
}
public String getUserName() {
return userName;
}
public void setUserName(String userName) {
this.userName = userName;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
}
测试1：在一个Main方法里面执行完
i＝100 多次测试的结果是：Lambda耗时在120左右。但是foreach每次的结果都是0；
i=100000 多次测试的结果是：Lambda耗时在120左右。但是foreach每次的结果都是10秒以内；
i=1000000 多次测试的结果是：Lambda耗时在120左右。但是foreach每次的结果都是10秒以内；
i=10000000 多次测试的结果是：Lambda耗时在120左右。但是foreach每次的结果都是130秒以内；
测试2：分别在一个Main方法里面执行完各自执行，（将其中的一个注释掉）
i＝100 多次测试的结果是：Lambda耗时在100左右。但是foreach每次的结果都是0；
i=100000 多次测试的结果是：Lambda耗时在100-120左右。但是foreach每次的结果都是12-16秒以内；
i=1000000 多次测试的结果是：Lambda耗时在120～180左右。但是foreach每次的结果都是30-50秒以内；
i=10000000 多次测试的结果是：Lambda耗时在120～180左右。但是foreach每次的结果都是40~60秒以内；
由此可见:使用简单迭代器循环比混合 lambda 表达式和流更有效.
总结：
开始使用 Java 8 的第一件事情是在实践中使用 lambda 表达式和流。但是请记住：它确实非常好，好到可能会让你上瘾！但是，我们也看到了，使用传统迭代器和 for-each 循环的 Java 编程风格比 Java 8 中的新方式性能高很多。
当然，这也不是绝对的。但这确实是一个相当常见的例子，它显示可能会有大约 5 倍的性能差距。如果这影响到系统的核心功能或成为系统一个新的瓶颈，那就相当可怕了。
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