Java Lambda 引用封闭对象：替换为私有静态类？

Posted 2023-04-18

【中文标题】Java Lambda 引用封闭对象：替换为私有静态类？

【英文标题】：Java Lambda Referencing Enclosing Object: Replace with Private Static Class?

【发布时间】：2016-07-11 07:00:08

【问题描述】：

从其封闭范围引用元素的 Java lambda 持有对其封闭对象的引用。一个人为的例子，lambda 持有对 MyClass 的引用：

class MyClass 
  final String foo = "foo";
  public Consumer<String> getFn() 
    return bar -> System.out.println(bar + foo);
  

如果 lambda 的生命周期很长，这是有问题的；那么我们有一个长期存在的 MyClass 的引用，否则它会超出范围。在这里，我们可以通过将 lambda 替换为私有静态类来进行优化，这样我们只持有对我们需要的 String 的引用，而不是整个类：

class MyClass 

  private static class PrintConsumer implements Consumer<String> 

    String foo;

    PrintConsumer(String foo) 
      this.foo = foo;
    

    @Override
    public void accept(String bar) 
      System.out.println(bar + foo);
    
  

  final String foo = "foo";

  public Consumer<String> getFn() 
    return new PrintConsumer(foo);
  

不幸的是，这是非常冗长的，并且破坏了我们通过在 lambda 中使用（实际上是最终的）变量获得的漂亮语法。这在技术上是最优的吗？在良好的语法和保持 ref 比必要更长的可能性之间总是存在权衡吗？

【问题讨论】：

使用 C++ en.cppreference.com/w/cpp/language/lambda#Lambda_capture

我认为你的假设是不正确的。 lambda 不包含对 MyClass 的引用，仅包含对字符串的引用。

@PaulBoddington: That's not correct

我的立场是正确的。谢谢 Lukas 并向@Noel 道歉

@Ingo: this 被隐式引用

【参考方案1】：

首先将你的成员分配给一个局部变量：

class MyClass 
  final String foo = "foo";
  private Consumer<String> getFn() 
    String localFoo = foo;
    return bar -> System.out.println(bar + localFoo);
  

现在，lambda 只捕获 getFn() 内的局部变量。 MyClass.this 不再被捕获。

另一种选择，稍微详细一点，委托给辅助方法：

class MyClass 
  final String foo = "foo";
  private Consumer<String> getFn() 
    return getFn(foo);
  
  private static Consumer<String> getFn(String localFoo) 
    return bar -> System.out.println(bar + localFoo);
  

【讨论】：

@AR.3: foo 是 lambda 中的成员引用。每次调用 lambda 时都需要解决它。例如，如果在初始化 foo 之前从初始化程序调用了 lambda，则它可能是 null。由于一些反射魔法，它可以再次更改。

@srborlongan：除了可读性之外，我没有看到任何缺点？高阶 lambdas 还不是很常见（目前）

@AR.3：当 lambda 表达式直接访问 MyClass.foo 时，它确实使用编译时常量，而不是实际读取字段。在 Java 中从未考虑过字段尚未初始化或反射魔法存在的可能性。但是，它仍然捕获this，可能要遵循某个规则，例如任何实例字段访问都要求捕获this，但是，我在Java语言规范中找不到该部分。

@Lukas Eder：当localFoo 被声明为final 时，foo 字段将永远不会在运行时被读取。相反，lambda 表达式将直接使用"foo"，而不管在您调用getFn() 时foo 真正包含的内容（当然是第一个解决方案）。即使没有将localFoo声明为final，也会直接用"foo"初始化，而不是实际读取foo。

我不判断它是否与这个特定问题相关（尽管值得注意的是，与可能不同的实际代码相比，所写问题的行为可能不同）。然而，AR3 在第一条评论中提出了这一点，并且有一条评论指出它需要更正。后来我才注意到 AR.3 对此提出了一个新的特定问题，并在那里添加了一个more complex answer...

【参考方案2】：

Lukas Eder 的 local-final-variable 和 helper-method-delegation 解决方案的组合：

class MyClass 
  final String foo = "foo";
  private Consumer<String> getFn() 
    return apply(
      foo,
      localFoo -> bar -> System.out.println(bar + localFoo)
    );
  
  private static <IN, OUT> OUT apply(
    final IN in,
    final Function<IN, OUT> function
  ) 
    return function.apply(in);