java中lambda用法,lambda怎么实现的

　　这篇文章给大家带来了一些关于java的知识，主要是关于如何看待Lambda源代码。使用Lambda expression可以优化代码很多，你可以用几行代码做很多事情。下面就一起来看看吧，希望对你有帮助。

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　　众所周知，Java8中新增了Lambda表达式。使用Lambda表达式可以优化很多代码，很多事情只用几行代码就可以完成。本章以Lambda为例。第一节解释其底层执行原理，第二节解释Lambda流在工作中的常见姿势。

1、Demo

　　首先来看一个Lambda表达式的演示，如下图：

　　代码比较简单，就是一个新线程打印一句话，但是对于图中的代码()-system . out . println(" lambda is run ")估计很多同学都很困惑。Java是如何识别这类代码的？

　　如果改成匿名内部类，就很清楚了，大家都能看懂，如下图：

　　那是否意味着()-system . out . println(" lambda is run ")形式的代码实际上建立了一个内部类？其实这是最简单的Lambda表达式。我们无法通过IDEA看到源代码及其底层结构。这里我们将介绍几种方法来查看它的底层实现。

2、异常判断法

　　我们可以在代码执行过程中主动抛出异常，并打印出堆栈，堆栈会解释其运行轨迹。一般这种方法简单高效，基本上很多情况下我们都能看到隐藏的代码。我们来试试，如下图：

　　从异常的堆栈中，我们可以看到JVM自动为当前类创建一个内部类(在错误堆栈中表示有内部类)。在执行过程中，内部类的代码抛出异常，但是这里显示的代码是未知来源，我们也无法调试。一般来说，异常可以暴露代码执行的路径，我们可以做一个断点，再运行一次。但是对于Lambda表达式，我们只通过异常判断方法知道有异常。

3、javap 命令法

　　 javap是Java自带的查看类字节码文件的工具。安装了Java基础环境的电脑可以直接执行javap命令，如下图所示：

　　在选项中，我们主要使用命令-v -verbose，它可以完整地输出字节码文件的内容。

　　接下来，我们使用javap命令查看Lambda.class文件。在讲解的过程中，我们会带一些关于类文件的知识。

　　我们在命令窗口中找到Lambda.class的位置，执行命令：javap -verbose Lambda.class，然后你会看到一长串东西，叫做汇编指令。接下来我们就来一一解释一下(参考资料都来自Java虚拟机规范，就不一一引用了):

　　我们很容易在汇编指令中找到一长串以常量池开头的类型。我们称之为constant pool，官方英文名称是Run-Time Constant Pool。我们简单的把它理解为一个充满常数的表，表中包含了编译时明确的数字和单词，类、方法和字段的类型信息等等。table中的每个元素都被称为cpinfo，cpinfo由一个惟一的标识符(标签)名组成。目前，总共有以下标签类型：

　　贴一张我们分析过的部分图片：

　　图中常量池一词表示当前信息为常量池；

　　每行是一个cp_info，第一列的#1在常量池下标1的位置；

　　每行的第二列是cp_info的唯一标识符(标签)。比如Methodref对应上表中的CONSTANT_Methodref(上表中value对应10的标签)，表示当前行代表方法的描述信息，比如方法的名称、参数类型、参数类型等。具体含义可以在Java虚拟机规范中找到。Methodref的截图如下：

　　每行第三列，如果是具体值，直接显示具体值，如果是复数值，显示cp_info的引用。比如图中的两个红点分别指的是位置13和14的cp_info，其中13表示方法名为init，14表示方法没有返回值。当组合在一起时，它指示方法的名称和返回类型，这是一个无参数的构造函数。

　　每行的第四列是具体值。

　　对于更重要的cp_info类型，我们来解释一下它的含义：

　　InvokeDynamic代表一种动态调用方法，我们后面会详细解释；Ref表示字段的描述信息，例如字段的名称和类型；NameAndType是字段和方法类型的描述；MethodHandle方法句柄，动态调用方法的统称。编译时，我们不知道具体是哪个方法，但运行时肯定会知道调用的是哪个方法；MethodType是一个动态方法类型，它的方法类型只有在动态运行时才知道。我们从上图中标记为红色的三个地方找到了类似LJAVA/lang/invoke/method handles $ lookup，Java/lang/invoke/lambdametacfactory . metafactory这样的代码。MethodHandles和LambdaMetafactory都是java.lang.invoke包下的重要方法，主要实现动态语言的功能。我们知道java语言属于静态编译语言，以及类、方法、字段等的类型。已经在编译时确定，而invoke实现了一种动态语言，这意味着类、方法和字段的类型在编译时是未知的，只有在运行时才知道。

　　比如这行代码：runnable runnable=()-system . out . println(" lambda is run ")；当编译器编译()时，这个括号编译器不知道它是做什么的。只有在运行时，它才知道自己代表Runnable.run()方法。invoke包中有许多类，所有这些类都是为了表示这些()。我们称它们为MethodHandlers。编译时，编译器只知道这是一个方法处理程序，不知道实际执行的是什么方法。只有执行的时候，那么问题来了。当JVM执行时，它如何知道方法处理程序()实际上执行了Runnable.run()方法？

　　首先，让我们看看简单方法的汇编指令：

　　从上图可以看出，简单方法中的()-system . out . println(" lambda is run ")代码中的()其实就是Runnable.run方法。

　　我们追溯到# 2常量池，也就是上图中的红色1。InvokeDynamic表示这是一个动态调用，调用两个常量池的cp_info，位置是#0:#37。往下看#37表示是//run:()Ljava/lang/Runnable，表示JVM实际执行时，我们需要动态调用Runnable.run()方法。从汇编指令中，我们可以看到()实际上是Runnable.run()。我们来调试一下证明一下。

　　我们在上图的三个地方发现了LambdaMetafactory.metafactory这几个字。通过查询官方文档，我们了解到这个方法是执行时链接到真实代码的关键，所以我们在metafactory方法中做了一个断点来调试，如下图所示：

　　Metafactory方法参数caller表示动态调用实际发生的位置，invokedName表示调用方法的名称，invokedType表示调用的多个参数，samMethodType表示具体实现者的参数，implMethod表示实际实现者，instantiatedMethodType相当于implMethod。

　　综上所述：

　　1:从汇编指令的简单方法可以看出，Runnable.run方法会被执行；

　　2.在实际运行时，JVM遇到simple方法的invokedynamic指令时，会动态调用LambdaMetafactory.metafactory方法，执行具体的Runnable.run方法。

　　所以Lambda表达式值的具体执行可以归结为invokedynamic JVM指令。正是因为有了这条指令，才能在动态运行时找到具体要执行的代码，虽然编译时我们不知道该怎么做。

　　然后我们来看看汇编指令输出的结尾，我们找到了异常判断方法中找到的内部类，如下图所示：

　　上图有很多箭头，把当前内类的所有信息都一层一层的表达清楚了。

4、总结

　　总结一下，Lambda表达式执行主要依靠invokedynamic的JVM指令。我们演示的类的完整路径是：demo.eight.Lambda有兴趣的同学可以自己试试。

　　不啰嗦了，文末，期待三人行！

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