lambda表达式的“脱糖”策略

lambda表达式，语法比匿名类简单，可以替代匿名类，那么，lambda表达式到底是不是匿名类的语法糖；或者说lambda表达式编译之后，底层到底变成了什么；它和匿名类中的this关键字意义是否相同。

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大家好，我是码农老吴。

我们先简要回顾一下前面的代码，然后进行深入分析。

类图

接口及类

SKU:商品实体类

ISKUService：商品服务接口

SKUService：商品服务实现类

IShopService：店铺服务接口

ShopService：店铺服务实现类

ShopServiceTest：店铺服务测试类

定义了商品过滤的方法，使用了上期分享的JDK内置，函数式接口Predicate。这样我们就不用再定义商品过滤的策略接口。

在这个类中，除了searchSku01()使用匿名类实现商品过滤之外，后面三个方法，都是基于lambda表达式实现商品过滤的，之所以要三个方法，是因为三个方法中的lambda表达式，分别代表了一种特殊类型的lambda表达式。下面会详细讲解。

Java语言中的匿名类，出现的非常早，大概在版本就有了，大家一般都不陌生，众所周知，匿名类在编译之后，都会自动生成一个独立的字节码（class）文件。

文件名的格式是：外部类名$数字.class。

我们看看这个案例，它有几个独立的匿名类class文件。

从下图可以看到，编译器只生成了一个匿名类字节码文件，也就是ShopService$1.class.

从反编译的文件中，可以看到，ShopService$1.class这个文件确实是我们匿名类里面的内容。它执行了函数式接口PredicateSKU，实现了test方法。

而我们使用lambda表达式的代码，并没有生成对应的字节码文件。

这至少从表面上看，lambda表达式，底层并不是匿名类。

我们再看看使用匿名类的方法和使用lambda表达式的方法，各自对应的字节码文件，是否一样。

从下图可以看出，使用匿名类的searchSku01（）方法，通过new指令，创建了匿名类shopService$1的对象，并通过invokespecial调用了对象的init()。

那么lambda表达式的底层到底是什么呢？

实际上，lambda表达式，确实是语法糖，但不是匿名类的语法糖，而是方法（它所在的类的）的语法糖，也就是说，lambda表达式，会被编译器先转义为，它所在的外部类的一个方法，根据lambda表达式的类型不同，可能是静态方法，也可能实例方法，编译器称这个操作为“脱糖”（desugar）操作，就好像小宝宝吃棒棒糖之前，需要剥掉糖衣一样。

从下图，idea的字节码插件jclasslib中，可以看到，在shopService类中，虽然我们只定义了四个方法，但是它的字节码文件中，却多出了三个方法，这三个方法，就是编译器对我们的三个Lambda表达式“脱糖”之后产生的，两个静态方法，一个实例方法。

以searchSku02()方法为例，这个表达式，没有访问外部类的任何局部变量或者属性，它是一个无状态的lambda表达式。它在脱糖之后，生成的就是静态方法，而且不需要传递额外的参数。

脱糖后字节码

从下图，可以看到，这个方法是私有静态方法（privatestatic），synthetic关键字表示这个方法，不是源代码中原生的方法（或者说程序员自己编写的方法），而是后期合成的，是编译器添加进去的。

伪代码

下面是searchSku02()方法，脱糖之后对应的伪代码，这个不是我瞎猜的哦，是参考了openJDK官方技术文档中提供的资料。因为searchSku02()是stateless的，所以生成的方法lambda$1是静态的。

@ServicepublicclassShopServiceimplementsIShopService{@OverridepublicListSKUsearchSku02(ListSKUsourceSkuList){(sourceSkuList,[lambdaforlambda$1asPredicate]);}privatestaticbooleanlambda$1(SKUsku){()10000}}

以searchSku03()方法为例，它访问了所在方法的局部变量miniStock，但是它并没有访问外部类的属性。它在脱糖之后，生成的也是是静态方法，但是方法的参数个数发生了变化。

脱糖后字节码

伪代码

注意，在这个生成的方法中lambda$1(intminiStock,SKUsku)，局部变量miniStock需要作为方法参数，传入方法中。如果lambda表达式访问了多个局部变量，就需要相应的添加多个入参。

@ServicepublicclassShopServiceimplementsIShopService{@OverridepublicListSKUsearchSku03(ListSKUsourceSkuList){(sourceSkuList,[lambdaforlambda$1asPredicatecapturing(miniStock)]);}privatestaticbooleanlambda$1(intminiStock,SKUsku){()miniStock}}

以searchSku04()方法为例，它访问了外部类的属性miniSales。它在脱糖之后，生成的方法，就不能是static方法了，而是实例方法。

脱糖后字节码

伪代码

注意，因为它访问了外部类的miniSales属性，生成的方法是实例方法，但是不用增加入参个数。

@ServicepublicclassShopServiceimplementsIShopService{@OverridepublicListSKUsearchSku03(ListSKUsourceSkuList){(sourceSkuList,INDY((MH(metaFactory),MH(),MH(invokeVirtual?.lambda$1))(this))));}privatebooleanlambda$1(SKUsku){()}}

通过上面对匿名类和lambda表达式字节码文件的分析，相信大家对二者中this关键字的区别，就了然于胸了。

运行结果

lambda表达式是语法糖；

但它不是匿名类的语法糖，而是方法的语法糖。

匿名类中的this，是匿名类自身。

lambda表达式中的this，是它所在的外部类。

那么对于lambda表达式与匿名类，双方的性能如何，我们在实际项目中该如何抉择呢，下期，我翻译解读一份由Oracle公司JDK开发人员，分享的一篇有关lambda表达式与匿名类的性能评比PPT文档，帮大家解答这个问题。

《Java8inAction》

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