lambda 表达式的 类型 是什么？一些语言使用 函数值 或 函数对象 来表示 lambda 表达式，但 Java™ 语言没有这么做。Java 使用函数接口来表示 lambda 表达式类型。乍一看似乎有点奇怪，但事实上这是一种确保对 Java 语言旧版本的向后兼容性的有效途径。
您应该非常熟悉下面这段代码：
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("In another thread");
}
});
thread.start();
System.out.println("In main");Show moreShow more iconThread 类和它的构造函数是在 Java 1.0 中引入的，距今已有超过 20 年的时间。从那时起，构造函数从未改变过。将 Runnable 的匿名实例传递给构造函数已成为一种传统。但是从 Java 8 开始，可以选择传递 lambda 表达式：
Thread thread = new Thread(() -> System.out.println("In another thread"));Show moreShow more icon关于本系列
Java 8 是自 Java 语言诞生以来进行的一次最重大更新 包含了非常丰富的新功能，您可能想知道从何处开始着手了解它。在本系列中，作者兼教师 Venkat Subramaniam 提供了一种惯用的 Java 8 编程方法：这些简短的探索会激发您反思您认为理所当然的 Java 约定，同时逐步将新方法和语法集成到您的程序中。
Thread 类的构造函数想要一个实现 Runnable 的实例。在本例中，我们传递了一个 lambda 表达式，而不是传递一个对象。我们可以选择向各种各样的方法和构造函数传递 lambda 表达式，包括在 Java 8 之前创建的一些方法和构造函数。这很有效，因为 lambda 表达式在 Java 中表示为函数接口。
函数接口有 3 条重要法则：
一个函数接口只有一个抽象方法。
在 Object 类中属于公共方法的抽象方法不会被视为单一抽象方法。
函数接口可以有默认方法和静态方法。
任何满足单一抽象方法法则的接口，都会被自动视为函数接口。这包括 Runnable 和 Callable 等传统接口，以及您自己构建的自定义接口。
内置函数接口
除了已经提到的单一抽象方法之外，JDK 8 还包含多个新函数接口。最常用的接口包括 Function 、 Predicate 和 Consumer ，它们是在 java.util.function 包中定义的。 Stream 的 map 方法接受 Function 作为参数。类似地， filter 使用 Predicate ， forEach 使用 Consumer 。该包还有其他函数接口，比如 Supplier 、 BiConsumer 和 BiFunction 。
可以将内置函数接口用作我们自己的方法的参数。例如，假设我们有一个 Device 类，它包含方法 checkout 和 checkin 来指示是否正在使用某个设备。当用户请求一个新设备时，方法 getFromAvailable 从可用设备池中返回一个设备，或在必要时创建一个新设备。
我们可以实现一个函数来借用设备，就象这样：
public void borrowDevice(Consumer use) {
Device device = getFromAvailable();
device.checkout();
try {
use.accept(device);
} finally {
device.checkin();
}
}Show moreShow more iconborrowDevice 方法：
接受 Consumer 作为参数。
从池中获取一个设备(我们在这个示例中不关心线程安全问题)。
调用 checkout 方法将设备状态设置为 checked out 。
将设备交付给用户。
在完成设备调用后返回到 Consumer 的 accept 方法时，通过调用 checkin 方法将设备状态更改为 checked in 。
下面给出了一种使用 borrowDevice 方法的方式：
new Sample().borrowDevice(device -> System.out.println("using " + device));Show moreShow more icon
因为该方法接收一个函数接口作为参数，所以传入一个 lambda 表达式作为参数是可以接受的。
自定义函数接口
尽管最好尽量使用内置函数接口，但有时需要自定义函数接口。
要创建自己的函数接口，需要做两件事：
使用 @FunctionalInterface 注释该接口，这是 Java 8 对自定义函数接口的约定。
确保该接口只有一个抽象方法。
该约定清楚地表明该接口应接收 lambda 表达式。当编译器看到该注释时，它会验证该接口是否只有一个抽象方法。
使用 @FunctionalInterface 注释可以确保，如果在未来更改该接口时意外违反抽象方法数量规则，您会获得错误消息。这很有用，因为您会立即发现问题，而不是留给另一位开发人员在以后处理它。没有人希望在将 lambda 表达式传递给其他人的自定义接口时获得错误消息。
创建自定义函数接口
作为一个示例，我们将创建一个 Order 类，它有一系列 OrderItem 以及一个转换并输出它们的方法。我们首先创建一个接口。
下面的代码将创建一个 Transformer 函数接口。
@FunctionalInterface
public interface Transformer {
T transform(T input);
}Show moreShow more icon该接口用 @FunctionalInterface 注释做了标记，表明它是一个函数接口。因为该注释包含在 java.lang 包中，所以没有必要导入。该接口有一个名为 transform 的方法，后者接受一个参数化为 T 类型的对象，并返回一个相同类型的转换后对象。转换的语义将由该接口的实现来决定。
这是 OrderItem 类：
public class OrderItem {
private final int id;
private final int price;
public OrderItem(int theId, int thePrice) {
id = theId;
price = thePrice;
}
public int getId() { return id; }
public int getPrice() { return price; }
public String toString() { return String.format("id: %d price: %d", id, price); }
}Show moreShow more iconOrderItem 是一个简单的类，它有两个属性： id 和 price ，以及一个 toString 方法。
现在来看看 Order 类。
import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;
public class Order {
List items;
public Order(List orderItems) {
items = orderItems;
}
public void transformAndPrint(
Transformer> transformOrderItems) {
transformOrderItems.transform(items.stream())
.forEach(System.out::println);
}
}Show moreShow more icontransformAndPrint 方法接受 Transform 作为参数，调用 transform 方法来转换属于 Order 实例的订单项，然后按转换后的顺序输出这些订单项。
这是一个使用该方法的样本：
import java.util.*;
import static java.util.Comparator.comparing;
import java.util.stream.Stream;
import java.util.function.*;
class Sample {
public static void main(String[] args) {
Order order = new Order(Arrays.asList(
new OrderItem(1, 1225),
new OrderItem(2, 983),
new OrderItem(3, 1554)
));
order.transformAndPrint(new Transformer>() {
public Stream transform(Stream orderItems) {
return orderItems.sorted(comparing(OrderItem::getPrice));
}
});
}
}Show moreShow more icon我们传递一个匿名内部类作为 transformAndPrint 方法的参数。在 transform 方法内，调用给定流的 sorted 方法，这会对订单项进行排序。这是我们的代码的输出，其中显示了按价格升序排列的订单项：
id: 2 price: 983
id: 1 price: 1225
id: 3 price: 1554Show moreShow more iconlambda 表达式的强大功能
在任何需要函数接口的地方，我们都有 3 种选择：
传递一个匿名内部类。
传递一个 lambda 表达式。
在某些情况下传递一个方法引用而不是 lambda 表达式。
传递匿名内部类的过程很复杂，我们只能传递方法引用来替代直通 lambda 表达式。考虑如果我们重写对 transformAndPrint 函数的调用，以使用 lambda 表达式来代替匿名内部类，将会发生什么：
order.transformAndPrint(orderItems -> orderItems.sorted(comparing(OrderItem::getPrice)));Show moreShow more icon与我们最初提供的匿名内部类相比，这简洁得多且更容易阅读。
自定义函数接口与内置函数接口
我们的自定义函数接口演示了创建自定义接口的优势和不足。首先考虑优势：
您可以为自定义接口提供一个描述性名称，帮助其他开发人员修改或重用它。像 Transformer 、 Validator 和 ApplicationEvaluator 这样的名称是特定于领域的，可以帮助读取接口方法的人推断对参数的预期是什么。
只要您高兴，可以为抽象方法提供任何具有有效语法的名称。只有接口的接收者会获得此优势，而且仅在传递抽象方法时才会体现出来。传递 lambda 表达式或方法引用的调用方不会获得此优势。
您可以在自己的接口中使用参数化的类型，或者让它保持简单并特定于某些类型。在本例中，可以编写 Transformer 接口来使用 OrderItems 而不是参数化类型 T 。
您可以编写自定义的默认方法和静态方法，它们可供该接口的其他实现使用。
当然，使用自定义函数接口也存在不足之处：
想象创建多个接口，所有接口都有具有相同签名的抽象方法，比如接受 String 作为参数并返回 Integer 。尽管方法的名称可能有所不同，但它们大部分都是多余的，可替换为一个具有通用名称的接口。
任何想要使用自定义接口的人，都必须投入额外的精力来学习、理解和记住它们。所有 Java 程序员都熟悉 java.lang 包中的 Runnable 。我们一次又一次地看到它，所以可以轻松地记住它的用途。但是，如果我使用了一个自定义 Executor ，您在使用该接口之前必须仔细了解它。在某些情况下，投入一些精力是值得的，但是如果 Executor 与 Runnable 非常相似，就会浪费精力。
哪种接口最好？
了解自定义函数接口与内置函数接口的优缺点后，如何确定采用哪种接口？我们回顾一下 Transformer 接口来寻找答案。
回想一下， Transformer 的存在是为了传达将一个对象转换为另一个对象的语义。这里，我们按名称来引用它：
public void transformAndPrint(Transformer> transformOrderItems) {Show moreShow more icon方法 transformAndPrint 接收一个负责执行转换的参数。该转换可能对 OrderItems 集合中的元素进行重新排序。或者，它可能屏蔽每个订单项的部分细节。或者该转换可以决定什么都不做，仅返回原始集合。将实现工作留给调用方。
重要的是，调用方知道它们可以将转换实现作为参数提供给 transformAndPrint 方法。函数接口的名称和它的文档应该提供这些细节。在本例中，从参数名称 (transformOrderItems) 也可以清楚了解这些细节，而且它们应包含在 transformAndPrint 函数的文档中。尽管函数接口的名称很有用，但它不是了解函数接口用途和用法的唯一途径。
仔细查看 Transformer 接口，并将它的用途与 JDK 的内置函数接口进行比较，我们看到 Function 可以取代 Transformer 。要测试 Transformer 函数接口，可以从代码中删除它并更改 transformAndPrint 函数，就像这样：
public void transformAndPrint(Function, Stream> transformOrderItems) {
transformOrderItems.apply(items.stream())
.forEach(System.out::println);
}Show moreShow more icon改动很小 — 除了将 Transformer> 更改为 Function> 、 Stream> ，我们还将方法调用从 transform() 更改为 apply() 。
对 transformAndPrint 的调用使用了一个匿名内部类，我们还需要更改这一点。但是，我们已更改该调用来使用 lambda 表达式：
order.transformAndPrint(orderItems -> orderItems.sorted(comparing(OrderItem::getPrice)));Show moreShow more icon函数接口的名称与 lambda 表达式无关 — 它仅与编译器相关，编译器将 lambda 表达式参数与方法参数联系起来。方法的名称是 transform 还是 apply ，同样与调用方无关。
使用内置的函数接口让我们的接口减少了一个，调用该方法也具有同样功效。我们也没有损害代码的可读性。这个练习告诉我们，我们可以轻松地将自定义函数接口替换为内置接口。我们只需提供 transformAndPrint 的文档(未显示)并采用含义更明确的方式命名该参数。
结束语
将 lambda 表达式设置为函数接口类型的设计决策，有助于在 Java 8 与早期 Java 版本之间实现向后兼容性。可以将 lambda 表达式传递给任何通常接收单一抽象方法接口的旧函数。要接收 lambda 表达式，方法的参数类型应为函数接口。
在某些情况下，创建自己的函数接口是合情合理的，但在这么做时应该小心谨慎。仅在应用程序需要高度专业化的方法时，或者现有接口无法满足您的需求时，才考虑自定义函数接口。请始终检查一个 JDK 的内置函数接口中是否存在该功能。尽量使用内置函数接口。
