面試官：說說Lambda表達(dá)式底層原理？
Lambda 表達(dá)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(duì)象，從而讓程序更簡潔，可讀性更好。但 Lambda 表達(dá)式的底層是如何實(shí)現(xiàn)的呢？接下來我們一起來看。
1.未Lambda表達(dá)式
未使用 Lambda 表達(dá)式之前，我們創(chuàng)建一個(gè)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(shí)現(xiàn)如下：
（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(gè)沒有名稱的內(nèi)部類。它通常在一個(gè)類的成員位置或者方法體內(nèi)直接定義，并且立即實(shí)例化。
匿名內(nèi)部類的主要用途在于簡化代碼，避免為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的功能而定義一個(gè)完整的類。它特別適用于只需要一次使用的類，比如實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口的單方法（即函數(shù)式接口）的場(chǎng)合。
PS：自從 Java 8 引入 Lambda 表達(dá)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(dá)式替代。
上面代碼中的 new Runnable 就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)匿名內(nèi)部類的使用。
（2）什么是@FunctionalInterface？
@FunctionalInterface 是 Java 8 引入的一個(gè)注解，它用于標(biāo)記一個(gè)接口為函數(shù)式接口。
函數(shù)式接口是指只包含一個(gè)抽象方法的接口。這個(gè)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(gè)接口是設(shè)計(jì)為函數(shù)式接口的。
@FunctionalInterface 注解的作用如下：
- 編譯時(shí)檢查：當(dāng)一個(gè)接口被標(biāo)記為 @FunctionalInterface 時(shí)，編譯器會(huì)檢查該接口是否只有一個(gè)抽象方法。如果不符合函數(shù)式接口的定義（即存在多個(gè)抽象方法），編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)，提醒開發(fā)者修正。這為開發(fā)者提供了明確的編譯時(shí)保障，確保所標(biāo)記的接口確實(shí)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(jì)意圖。
- 支持 Lambda 表達(dá)式：函數(shù)式接口的主要目的是為了支持 Lambda 表達(dá)式。通過 Lambda 表達(dá)式，開發(fā)者可以以更簡潔的方式實(shí)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(dá)式本身不包含類型信息，Java 編譯器需要一種機(jī)制來確定 Lambda 表達(dá)式對(duì)應(yīng)的目標(biāo)類型。函數(shù)式接口就扮演了這一角色——Lambda 表達(dá)式可以被賦值給任何兼容的函數(shù)式接口類型，編譯器會(huì)依據(jù)接口的唯一抽象方法來推斷 Lambda 表達(dá)式的參數(shù)類型和返回類型。
在 Java 標(biāo)準(zhǔn)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(dá)式
未使用 Lambda 表達(dá)式之前，我們創(chuàng)建一個(gè)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(dá)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(dāng)我們使用 Lambda 表達(dá)式之后，代碼就變得更簡潔和優(yōu)雅了。
3.Lambda詳解
Lambda 表達(dá)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(hào)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(gè)參數(shù)，參數(shù)之間用逗號(hào)隔開。
- 箭頭符號(hào)：是 Lambda 表達(dá)式的分隔符，將參數(shù)列表與表達(dá)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(gè)表達(dá)式或是一個(gè)由多個(gè)語句組成的代碼塊。
（1）使用場(chǎng)景
Lambda 表達(dá)式主要用于執(zhí)行函數(shù)式接口（Function Interface），即只有一個(gè)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。
（2）舉個(gè)例子
假設(shè)我們有一個(gè)List，并且我們想要對(duì)這個(gè)列表進(jìn)行過濾操作，只保留偶數(shù)元素。使用 Lambda 表達(dá)式可以非常方便地實(shí)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(dá)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(gè)例子中，n -> n % 2 == 0 是一個(gè) Lambda 表達(dá)式，它接受一個(gè)整數(shù) n 作為輸入?yún)?shù)，并返回一個(gè)布爾值。這個(gè) Lambda 表達(dá)式被用作 filter 方法的參數(shù)，該方法期望一個(gè) Predicate類型的函數(shù)式接口實(shí)例。
4.Lambda底層原理
Lambda 底層運(yùn)行原理如下：
- 在程序運(yùn)行時(shí)，會(huì)在類中生成一個(gè)匿名內(nèi)部類，匿名內(nèi)部類會(huì)實(shí)現(xiàn)接口，并重寫接口中的抽象方法。
- 類中會(huì)生成一個(gè)靜態(tài)方法，靜態(tài)方法中的代碼就是 Lambda 表達(dá)式中的代碼。
- 匿名內(nèi)部類重寫的抽象方法，會(huì)調(diào)用上一步的靜態(tài)方法，從而實(shí)現(xiàn) Lambda 代碼的執(zhí)行。
所以，綜合來說，Lambda 表達(dá)式其實(shí)是匿名內(nèi)部類的語法糖，這個(gè)語法糖在程序執(zhí)行時(shí)會(huì)進(jìn)行兌現(xiàn)，也就是生成匿名內(nèi)部類并進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行。
