Function源码解析与实践-京东云开发者社区

### 1 导读

if...else...在代码中经常使用，听说可以通过Java 8的Function接口来消灭if...else...！Function接口是什么？如果通过Function接口接口消灭if...else...呢？让我们一起来探索一下吧。

### 2 Function接口

Function接口就是一个有且仅有一个抽象方法，但是可以有多个非抽象方法的接口,Function接口可以被隐式转换为 lambda 表达式。可以通过FunctionalInterface注解来校验Function接口的正确性。Java 8允许在接口中加入具体方法。接口中的具体方法有两种，default方法和static方法。

```java
@FunctionalInterface
interface TestFunctionService
{
    void addHttp(String url);
}
```

那么就可以使用Lambda表达式来表示该接口的一个实现。

```java
TestFunctionService testFunctionService = url -> System.out.println("http:" + url);
```

#### 2.1 FunctionalInterface

##### 2.1.1 源码

```java
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface FunctionalInterface {}
```

##### 2.1.2 说明

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/36931974-156d-4b5b-9133-a004b37342fa20221012180223.png)

上图是FunctionalInterface的注解说明。
通过上面的注解说明，可以知道FunctionalInterface是一个注解，用来说明一个接口是函数式接口。 函数式接口只有一个抽象方法。 可以有默认方法，因为默认方法有一个实现，所以不是抽象的。 
函数接口的实例可以用lambda表达式、方法引用或构造函数引用创建。

FunctionalInterface会校验接口是否满足函数式接口：

- 类型必须是接口类型，不能是注释类型、枚举或类。 
- 只能有一个抽象方法。 
- 可以有多个默认方法和静态方法。
- 可以显示覆盖java.lang.Object中的抽象方法。

编译器会将满足函数式接口定义的任何接口视为函数式接口，而不管该接口声明中是否使用FunctionalInterface注解。

### 3 Function接口主要分类

Function接口主要分类:

- Function：Function函数的表现形式为接收一个参数，并返回一个值。
- Supplier：Supplier的表现形式为不接受参数、只返回数据。
- Consumer：Consumer接收一个参数，没有返回值。
- Runnable：Runnable的表现形式为即没有参数也没有返回值。

#### 3.1 Function

Function函数的表现形式为接收一个参数，并返回一个值。

##### 3.1.1 源码

```java
@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {

R apply(T t);

default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {
        Objects.requireNonNull(before);
        return (V v) -> apply(before.apply(v));
    }

default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> after.apply(apply(t));
    }

static <T> Function<T, T> identity() {
        return t -> t;
    }
}
```

##### 3.1.2 方法说明

- apply：抽象方法。将此函数应用于给定的参数。参数t通过具体的实现返回R。
- compose：default方法。返回一个复合函数，首先执行fefore函数应用于输入，然后将该函数应用于结果。如果任意一个函数的求值引发异常，则将其传递给组合函数的调用者。
- andThen：default方法。返回一个复合函数，该复合函数首先对其应用此函数它的输入，然后对结果应用after函数。如果任意一个函数的求值引发异常，则将其传递给组合函数的调用者。
- identity：static方法。返回一个始终返回其输入参数的函数。

##### 3.1.3 方法举例

1）apply

测试代码：

```java
public  String upString(String str){
    Function<String, String> function1 = s -> s.toUpperCase();
    return function1.apply(str);
}
 public static void main(String[] args) {
     System.out.println(upString("hello!"));
 }
```

通过apply调用具体的实现。
执行结果：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/5cd0d080-825b-47fe-a2db-950cb842d9c620221012180435.png)

2）compose

测试代码：

```java
public static void main(String[] args) {
    Function<String, String> function1 = s -> s.toUpperCase();
    Function<String, String> function2 = s -> "my name is "+s;

String result = function1.compose(function2).apply("zhangSan");
    System.out.println(result);
}
```

执行结果

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/8c050b0a-5d91-41f8-a55e-2475618bdf4520221012180517.png)

如结果所示：
compose 先执行function2 后执行function1。

3）andThen

测试代码：

```java
public static void main(String[] args) {
    Function<String, String> function1 = s -> s.toUpperCase();
    Function<String, String> function2 = s -> "my name is "+s;

String result = function1.andThen(function2).apply("zhangSan");
    System.out.println(result);
}
```

执行结果：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/69228c45-e075-44b1-b044-1b2285cdc12c20221012180546.png)

如结果所示：

andThen先执行function1 后执行function2。

- identity

测试代码：

```java
public static void main(String[] args) {
    Stream<String> stream = Stream.of("order", "good", "lab", "warehouse");
    Map<String, Integer> map = stream.collect(Collectors.toMap(Function.identity(), String::length));
    System.out.println(map);
}
```

执行结果:

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/2ee8c6d6-0cf3-4af2-a618-dfc15e935cbe20221012180626.png)

#### 3.2 Supplier

Supplier的表现形式为不接受参数、只返回数据。

##### 3.2.1 源码

```java
@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {

/**
     * Gets a result.
     *
     * @return a result
     */
    T get();
}
```

##### 3.2.2 方法说明

get：抽象方法。通过实现返回T。

##### 3.2.3 方法举例

```java
public class SupplierTest {
    SupplierTest(){
        System.out.println(Math.random());
        System.out.println(this.toString());
    }
}

public static void main(String[] args) {
        Supplier<SupplierTest> sup = SupplierTest::new;
        System.out.println("调用一次");
        sup.get();
        System.out.println("调用二次");
        sup.get();
}
```

执行结果:

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/b62af52e-67de-4165-848c-48b3f22848db20221012180711.png)

如结果所示：
Supplier建立时并没有创建新类，每次调用get返回的值不是同一个。

#### 3.3 Consumer

Consumer接收一个参数，没有返回值。

##### 3.3.1 源码

```java
@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);
    default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
    }
}
```

##### 3.3.2 方法说明

- accept：对给定参数T执行一些操作。 
- andThen：按顺序执行Consumer -> after ,如果执行操作引发异常，该异常被传递给调用者。

##### 3.3.3 方法举例

```java
public static void main(String[] args) {
    Consumer<String> consumer = s -> System.out.println("consumer_"+s);
    Consumer<String> after = s -> System.out.println("after_"+s);
    consumer.accept("isReady");
    System.out.println("========================");
    consumer.andThen(after).accept("is coming");
}
```

执行结果：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/0a625c9a-7688-4199-a9ae-3873f19b394620221012180812.png)

如结果所示：
对同一个参数T，通过andThen 方法，先执行consumer，再执行fater。

#### 3.4 Runnable

Runnable：Runnable的表现形式为即没有参数也没有返回值。

##### 3.4.1 源码

```java
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}
```

##### 3.4.2 方法说明

run：抽象方法。run方法实现具体的内容，需要将Runnale放入到Thread中，通过Thread类中的start()方法启动线程，执行run中的内容。

##### 3.4.3 方法举例

```java
public class TestRun implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("TestRun is running!");
    }
}
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new TestRun());
        thread.start();
    }
```

执行结果：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/41d0da65-c3e7-491b-88cf-f7a409320da820221012181059.png)

如结果所示：
当线程实行start方法时，执行Runnable 的run方法中的内容。

### 4 Function接口用法

Function的主要用途是可以通过lambda 表达式实现方法的内容。

#### 4.1 差异处理

原代码：

```java
@Data
public class User {
    /**
     * 姓名
     */
    private String name;
    /**
     * 年龄
     */
    private int age;
    /**
     * 组员
     */
    private List<User> parters;

}

public static void main(String[] args) {
        User user =new User();
        if(user ==null ||user.getAge() <18 ){
            throw new RuntimeException("未成年！");
        }
}   
```

执行结果：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/264bf868-f7bf-44ca-aa61-27c09f707ae620221012181144.png)

使用Function接口后的代码：

```java
@FunctionalInterface
public interface testFunctionInfe {
    /**
     * 输入异常信息
     * @param message
     */
    void showExceptionMessage(String message);
}

public static testFunctionInfe doException(boolean flag){
        return (message -> {
            if (flag){
                throw new RuntimeException(message);
            }
        });
    }

public static void main(String[] args) {
        User user =new User();
        doException(user ==null ||user.getAge() <18).showExceptionMessage("未成年！");
}
   
```

执行结果：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/2aa3dd47-0434-4a4f-8880-00000e27f48520221012181216.png)

使用function接口前后都抛出了指定的异常信息。

#### 4.2 处理if...else...

原代码:

```java
public static void main(String[] args) {
    User user =new User();
    if(user==null){
        System.out.println("新增用户");
    }else {
        System.out.println("更新用户");
    }
}
```

使用Function接口后的代码：

```java
public static void main(String[] args) {
    User user =new User();
    Consumer trueConsumer = o -> {
        System.out.println("新增用户");
    };
    Consumer falseConsumer= o -> {
        System.out.println("更新用户");
    };
    trueOrFalseMethdo(user).showExceptionMessage(trueConsumer,falseConsumer);
}

public static testFunctionInfe trueOrFalseMethdo(User user){
    return ((trueConsumer, falseConsumer) -> {
        if(user==null){
            trueConsumer.accept(user);
        }else {
            falseConsumer.accept(user);
        }
    });
}
@FunctionalInterface
public interface testFunctionInfe {
    /**
     * 不同分处理不同的事情
     * @param trueConsumer
     * @param falseConsumer
     */
    void showExceptionMessage(Consumer trueConsumer,Consumer falseConsumer);
}
```

执行结果：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/6a6ef345-f651-42b1-aa03-b8977172278820221012181311.png)

#### 4.3 处理多个if

原代码：

```java
public static void main(String[] args) {
    String flag="";
    if("A".equals(flag)){
        System.out.println("我是A");
    }else if ("B".equals(flag)) {
        System.out.println("我是B");
    }else if ("C".equals(flag)) {
        System.out.println("我是C");
    }else {
        System.out.println("没有对应的指令");
    }
}
```

使用Function接口后的代码：

```java
public static void main(String[] args) {
    String flag="B";
    Map<String, Runnable> map =initFunctionMap();
    trueOrFalseMethdo(map.get(flag)==null).showExceptionMessage(()->{
        System.out.println("没有相应指令");
    },map.get(flag));
}

public static   Map<String, Runnable> initFunctionMap(){
    Map<String,Runnable> result  = Maps.newHashMap();
    result.put("A",()->{System.out.println("我是A");});
    result.put("B",()->{System.out.println("我是B");});
    result.put("C",()->{System.out.println("我是C");});
    return result;
}

public static testFunctionInfe trueOrFalseMethdo(boolean flag){
    return ((runnable, falseConsumer) -> {
        if(flag){
            runnable.run();
        }else {
            falseConsumer.run();
        }
    });
}
```

执行结果:

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/52f537d9-af33-4e1d-9a85-58839e9aa6b620221012181354.png)

### 5 总结

Function函数式接口是java 8新加入的特性，可以和lambda表达式完美结合，是
非常重要的特性,可以极大的简化代码。

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###### 自猿其说Tech-JDL京东物流技术与数据智能部
###### 作者：陈昌浩