Java 8函数式接口functional interface的秘密.docVIP

重庆达渝仁科技官网：函数式接口(Functional Interface)是Java 8对一类特殊类型的接口的称呼。 这类接口只定义了唯一的抽象方法的接口（除了隐含的Object对象的公共方法）， 因此最开始也就做SAM类型的接口（Single Abstract Method）。为什么会单单从接口中定义出此类接口呢？ 原因是在Java Lambda的实现中， 开发组不想再为Lambda表达式单独定义一种特殊的Structural函数类型，称之为箭头类型（arrow type）， 依然想采用Java既有的类型系统(class, interface, method等)， 原因是增加一个结构化的函数类型会增加函数类型的复杂性，破坏既有的Java类型，并对成千上万的Java类库造成严重的影响。 权衡利弊， 因此最终还是利用SAM 接口作为 Lambda表达式的目标类型。JDK中已有的一些接口本身就是函数式接口，如Runnable。 JDK 8中又增加了java.util.function包， 提供了常用的函数式接口。函数式接口代表的一种契约， 一种对某个特定函数类型的契约。 在它出现的地方，实际期望一个符合契约要求的函数。 Lambda表达式不能脱离上下文而存在，它必须要有一个明确的目标类型，而这个目标类型就是某个函数式接口。当然， Java 8发布快一年了， 你对以上的概念也应该有所了解了，这篇文章也不会介绍这些基础的东西， 而是想深入的探讨函数式接口的定义和应用。JDK 8之前已有的函数式接口 java.lang.Runnable java.util.concurrent.Callable java.security.PrivilegedAction java.util.Comparator java.io.FileFilter java.nio.file.PathMatcher java.lang.reflect.InvocationHandler java.beans.PropertyChangeListener java.awt.event.ActionListener javax.swing.event.ChangeListener新定义的函数式接口java.util.function中定义了几组类型的函数式接口以及针对基本数据类型的子接口。 Predicate 传入一个参数，返回一个bool结果， 方法为boolean test(T t) Consumer 传入一个参数，无返回值，纯消费。 方法为void accept(T t) Function 传入一个参数，返回一个结果，方法为R apply(T t) Supplier 无参数传入，返回一个结果，方法为T get() UnaryOperator 一元操作符， 继承Function,传入参数的类型和返回类型相同。 BinaryOperator 二元操作符， 传入的两个参数的类型和返回类型相同， 继承BiFunctionJava API对函数式接口都已经标明了， 如:java.langInterface Runnable All Known Subinterfaces: RunnableFuture, RunnableScheduledFuture All Known Implementing Classes: AsyncBoxView.ChildState, ForkJoinWorkerThread, FutureTask, RenderableImageProducer, SwingWorker, Thread, TimerTask Functional Interface: This is a functional interface and can therefore be used as the assignment target for a lambda expression or method reference.函数式接口中可以额外定义多个抽象方法，但这些抽象方法签名必须和Object的public方法一样接口最终有确定的类实现， 而类的最终父类是Object。 因此函数式接口可以定义Object的public方法。如以下的接口依然是函数式接口：12345678FunctionalInterfacepublic interface ObjectMethodFunctionalInterface void count(int i);String toString(); /same to Object.toStringint hashCode(); /same to Object.hashCodeboolean equals(Object obj); /same to Object.equals为什么限定public类型的方法呢？因为接口中定义的方法都是public类型的。 举个例子，下面的接口就不是函数式接口：12345interface WrongObjectMethodFunctionalInterface void count(int i);Object clone(); /Object.clone is protected因为Object.clone方法是protected类型。声明异常函数式接口的抽象方法可以声明 可检查异常(checked exception)。 在调用目标对象的这个方法时必须catch这个异常。1234567891011121314public class FunctionalInterfaceWithException public static void main(String args) InterfaceWithException target = i - ;try target.apply(10); catch (Exception e) e.printStackTrace();FunctionalInterfaceinterface InterfaceWithException void apply(int i) throws Exception;这和以前的接口/方法调用一样。但是，如果在Lambda表达式中抛出异常， 而目标接口中的抽象函数没有声明这个可检查， 则此接口不能作为此lambda表达式的目标类型。12345678910public class FunctionalInterfaceWithException public static void main(String args) InterfaceWithException target = i - throw new Exception();FunctionalInterfaceinterface InterfaceWithException void apply(int i);上面的例子中不能编译， 因为lambda表达式要求的目标类型和InterfaceWithException不同。 InterfaceWithException的函数没有声明异常。静态方法函数式接口中除了那个抽象方法外还可以包含静态方法。Java 8以前的规范中接口中不允许定义静态方法。 静态方法只能在类中定义。 Java 8中可以定义静态方法。一个或者多个静态方法不会影响SAM接口成为函数式接口。下面的例子中FunctionalInterfaceWithStaticMethod包含一个SAM: apply,还有一个静态方法sum。 它依然是函数式接口。12345678910111213141516FunctionalInterfaceinterface FunctionalInterfaceWithStaticMethod static int sum(int array) return Arrays.stream(array).reduce(a, b) - a+b).getAsInt();void apply();public class StaticMethodFunctionalInterface public static void main(String args) int sum = FunctionalInterfaceWithStaticMethod.sum(new int1,2,3,4,5);FunctionalInterfaceWithStaticMethod f = () - ;默认方法Java 8中允许接口实现方法， 而不是简单的声明， 这些方法叫做默认方法，使用特殊的关键字default。因为默认方法不是抽象方法，所以不影响我们判断一个接口是否是函数式接口。1234567891011121314151617FunctionalInterfaceinterface InterfaceWithDefaultMethod void apply(Object obj);default void say(String name) System.out.println(hello + name);class FunctionalInterfaceWithDefaultMethod public static void main(String args) InterfaceWithDefaultMethod i = (o) - ;i.apply(null);i.say(default method);InterfaceWithDefaultMethod仍然是一个函数式接口。泛型及继承关系接口可以继承接口。 如果父接口是一个函数接口， 那么子接口也可能是一个函数式接口。 判断标准依据下面的条件：对于接口I, 假定M是接口成员里的所有抽象方法的继承(包括继承于父接口的方法)， 除去具有和Object的public的实例方法签名的方法， 那么我们可以依据下面的条件判断一个接口是否是函数式接口， 这样可以更精确的定义函数式接口。如果存在一个一个方法m， 满足： m的签名（subsignature）是M中每一个方法签名的子签名（signature） m的返回值类型是M中的每一个方法的返回值类型的替代类型（return-type-substitutable）那么I就是一个函数式接口。 看几个例子。1)123interface X int m(Iterable arg); interface Y int m(Iterable arg); interface Z extends X, Y 接口Z继承了X,Y接口的m方法，由于这两个方法的签名相同，返回值也一样，所以Z有唯一的一个抽象方法int m(Iterable arg);,可以作为函数式接口。2)123interface X Iterable m(Iterable arg); interface Y Iterable m(Iterable arg); interface Z extends X, Y 方法签名Y.m 既满足签名是X.m，并且返回值也满足return-type-substitutable。所以Z是函数式接口，函数类型为Iterable m(Iterable arg)。3)123interface X int m(Iterable arg); interface Y int m(Iterable arg); interface Z extends X, Y 编译出错， 没有一个方法的签名是所有方法的子签名：4)123interface X int m(Iterable arg, Class c); interface Y int m(Iterable arg, Class c); interface Z extends X, Y Compiler error: No method has a subsignature of all abstract methods编译出错， 没有一个方法的签名是所有方法的子签名5)123interface X long m(); interface Y int m(); interface Z extends X, Y Compiler error: no method is return type substitutable编译出错， 返回值类型不同。6)123interface Foo void m(T arg); interface Bar void m(T arg); interface FooBar extends Foo, Bar Compiler error: different signatures, same erasure编译出错7)123interface Foo void m(String arg); interface Bar void m(T arg); interface FooBar extends Foo, Bar 不是一个函数式接口， 两个方法的类型参数不一样。8)12345interface X void m() throws IOException; interface Y void m() throws EOFException; interface Z void m() throws ClassNotFoundException; interface XY extends X, Y interface XYZ extends X, Y, Z X.m,Y.m,Z.m方法签名相同，返回值类型都是void，只是异常列表不同。 EOFException是IOException的子类。在这种情况下XY和XYZ都是函数式接口，但是函数类型不同。/ XY has function type ()-void throws EOFException/ XYZ has function type ()-void (throws nothing)9)1234567891011interface A List foo(List arg) throws IOException, SQLTransientException;interface B List foo(List arg) throws EOFException, SQLException, TimeoutException;interface C List foo(List arg) throws Exception;interface D extends A, B interface E extends A, B, C / D has function type (List)-List throws EOFException, SQLTransientException/ E has function type (List)-List throws EOFException, SQLTransientException10)1234567interface G1 Object m() throws E;interface G2 String m() throws Exception;interface G extends G1, G2 / G has function type ()-String throws F函数式接口的交集1)1234567891011public class Z public static void main(String args) Object o = (I & J) () - ;interface I void foo();interface J void foo();I和J方法的交集依然符合函数式接口的定义。 上述代