一、概述

記錄時(shí)間 [2024-08-16]

前置知識(shí)：Java 基礎(chǔ)篇；Java 面向?qū)ο?br /> 多線程 01：Java 多線程學(xué)習(xí)導(dǎo)航，線程簡(jiǎn)介，線程相關(guān)概念的整理
多線程 02：線程實(shí)現(xiàn)，創(chuàng)建線程的三種方式，通過多線程下載圖片案例分析異同（Thread，Runnable，Callable）

Java 多線程學(xué)習(xí)主要模塊包括：線程簡(jiǎn)介；線程實(shí)現(xiàn)；線程控制；線程狀態(tài)；線程同步；線程通信問題；拓展高級(jí)主題。

本文是針對(duì)多線程的相關(guān)知識(shí)補(bǔ)充：靜態(tài)代理與 Lambda 表達(dá)式。

文章通過婚慶公司代理婚禮策劃的案例講解了靜態(tài)代理這一模式，并類比了 Thread 類代理 Runnable 接口啟動(dòng)多線程的方式。

此外，文章通過對(duì)內(nèi)部類的簡(jiǎn)化，進(jìn)行 Lambda 表達(dá)式的推導(dǎo)，并介紹了 Lambda 表達(dá)式的使用方式和注意點(diǎn)，同時(shí)類比 Runnable 接口這個(gè)函數(shù)式接口，講述如何使用 Lambda 表達(dá)式創(chuàng)建 Runnable 對(duì)象。

二、靜態(tài)代理

靜態(tài)代理是一種設(shè)計(jì)模式，常用于 Java 中實(shí)現(xiàn)面向切面編程（AOP）、裝飾者模式等。

在靜態(tài)代理中，代理類是在編譯時(shí)就已經(jīng)定義好的，并且與被代理的對(duì)象具有相同的接口。

代理類可以用來(lái)包裝真實(shí)對(duì)象的方法調(diào)用，從而可以在調(diào)用前后添加額外的操作。

1. 基本結(jié)構(gòu)

靜態(tài)代理通常包含以下幾個(gè)部分：

• 接口：定義了真實(shí)對(duì)象和代理對(duì)象都需要實(shí)現(xiàn)的方法。
• 真實(shí)對(duì)象：實(shí)現(xiàn)了接口，提供了實(shí)際業(yè)務(wù)邏輯。
• 代理對(duì)象：也實(shí)現(xiàn)了相同的接口，內(nèi)部包裝了真實(shí)對(duì)象，并在其方法調(diào)用前后添加額外的行為。

2. 案例分析

我們可以使用靜態(tài)代理模式來(lái)模擬結(jié)婚與婚慶公司的行為。

在這個(gè)例子中，假設(shè)某人要舉辦一場(chǎng)婚禮，他需要婚慶公司來(lái)幫忙安排婚禮策劃的各個(gè)方面。

• 婚禮策劃：看作一個(gè)接口，真實(shí)對(duì)象和代理對(duì)象都需要實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口；
• 某人：真實(shí)對(duì)象，結(jié)婚當(dāng)事人；
• 婚慶公司：代理對(duì)象，代理某人，幫忙安排婚禮策劃的各個(gè)方面。

定義接口

首先，我們定義一個(gè) Marry 接口，它表示婚禮策劃服務(wù)。同時(shí)定義一個(gè) HappyMarry() 方法。

interface Marry {// 人間四大喜事// 久旱逢甘霖，他鄉(xiāng)遇故知，洞房花燭夜，金榜題名時(shí)。void HappyMarry();
}

創(chuàng)建真實(shí)對(duì)象

創(chuàng)建一個(gè) Person 類，它代表真實(shí)對(duì)象，需要實(shí)現(xiàn) Marry 接口，并實(shí)現(xiàn)接口中的方法。

// 真實(shí)角色，結(jié)婚當(dāng)事人
class Person implements Marry {@Overridepublic void HappyMarry() {System.out.println("某人要結(jié)婚了，超開心");}
}

創(chuàng)建代理對(duì)象

創(chuàng)建一個(gè) WeddingCompany 類，它是代理角色，幫助目標(biāo)對(duì)象安排婚禮策劃的各個(gè)方面。

代理類也需要實(shí)現(xiàn) Marry 接口，并實(shí)現(xiàn)接口中的方法。

同時(shí)，代理類中包裝了一個(gè)真實(shí)的 Marry 對(duì)象。代理類將在計(jì)劃婚禮前后添加額外的行為，比如咨詢、準(zhǔn)備和清理工作。

• 婚禮之前，布置現(xiàn)場(chǎng)；
• 婚禮之后，清理工作。

// 代理角色，幫助目標(biāo)對(duì)象安排婚禮策劃的各個(gè)方面
class WeddingCompany implements Marry {// 包裝一個(gè)真實(shí)的結(jié)婚對(duì)象private Marry target;public WeddingCompany(Marry target) {this.target = target;}@Overridepublic void HappyMarry() {before();// 實(shí)際上是某人要結(jié)婚this.target.HappyMarry();after();}private void before() {System.out.println("婚禮之前，布置現(xiàn)場(chǎng)");}private void after() {System.out.println("婚禮之后，清理工作");}}

使用代理對(duì)象

最后，我們?cè)谥鞒绦蛑惺褂么韺?duì)象來(lái)調(diào)用 HappyMarry() 方法。

在代理對(duì)象中傳入真實(shí)對(duì)象，然后調(diào)用方法。

public class WeddingDemo {public static void main(String[] args) {// 真實(shí)對(duì)象Person person = new Person();// 代理對(duì)象WeddingCompany proxy = new WeddingCompany(person);// // 代理對(duì)象調(diào)用方法proxy.HappyMarry();// 合起來(lái)寫// new WeddingCompany(new Person()).HappyMarry();}
}

輸出結(jié)果

當(dāng)運(yùn)行 WeddingDemo 類時(shí)，輸出應(yīng)該是這樣的：

婚禮之前，布置現(xiàn)場(chǎng)
某人要結(jié)婚了，超開心
婚禮之后，清理工作

3. 注意事項(xiàng)

靜態(tài)代理模式總結(jié)：

• 真實(shí)對(duì)象和代理對(duì)象都要實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口；
• 代理對(duì)象要代理真實(shí)角色。

靜態(tài)代理模式的優(yōu)點(diǎn)：

• 代理對(duì)象可以做很多真實(shí)對(duì)象做不了的事情；
• 真實(shí)對(duì)象專注做自己的事情。

4. 類比多線程代理

在 Java 中，通過 Thread 類代理 Runnable 接口啟動(dòng)多線程是一種常見的模式。

這種模式類似于靜態(tài)代理模式，這里的代理行為由 Thread 類完成的。

在這個(gè)模式中，Thread 類扮演了代理的角色，它代理了 Runnable 接口的實(shí)現(xiàn)，并且負(fù)責(zé)啟動(dòng)線程。我們可以將 Thread 類看作是代理類，它包裝了一個(gè)實(shí)現(xiàn)了 Runnable 接口的對(duì)象，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)調(diào)用其run() 方法。

• 接口：Runnable 接口，定義了線程執(zhí)行的行為。
• 真實(shí)對(duì)象：實(shí)現(xiàn)了 Runnable 接口的類，提供了實(shí)際要執(zhí)行的任務(wù)。
• 代理對(duì)象：Thread 類，它代理了 Runnable 接口的實(shí)現(xiàn)，并負(fù)責(zé)啟動(dòng)和管理線程。

例如：

// lambda 表達(dá)式
new Thread( ()-> System.out.println("線程") ).start();

三、Lambda 表達(dá)式

Lambda 表達(dá)式是 Java 8 引入的一項(xiàng)重要功能，它允許定義簡(jiǎn)潔的一次性使用的函數(shù)。

Lambda 表達(dá)式簡(jiǎn)化了代碼的編寫，通常用于實(shí)現(xiàn)函數(shù)式接口（只有一個(gè)抽象方法的接口）。

對(duì)于函數(shù)式接口，可以通過 Lambda 表達(dá)式來(lái)創(chuàng)建該接口的對(duì)象。

1. 基本概念

語(yǔ)法格式

Lambda 表達(dá)式的語(yǔ)法格式如下：

• parameters：參數(shù)列表。
• ->：箭頭符號(hào)，表示參數(shù)列表之后跟著的是主體部分。
• expression 或 { statements; }：主體部分，可以是一個(gè)表達(dá)式或一組語(yǔ)句。

(parameters) -> expression// 或者
(parameters) -> {statements; // statements2;
}

參數(shù)

無(wú)參數(shù)的 Lambda 表達(dá)式：

// () -> System.out.println("Hello, Lambda!");
Runnable task = () -> System.out.println("Hello, Lambda!");
task.run();

單參數(shù)的 Lambda 表達(dá)式：

// (int a) -> System.out.println("Hello, Lambda!" + a);
Runnable task = (int a) -> System.out.println("Hello, Lambda!" + a);
task.run();

多參數(shù)的 Lambda 表達(dá)式：

// (int a, int b) -> System.out.println("...");
Runnable task = (int a, int b) -> System.out.println("Hello, Lambda!" + a);
task.run();

注意事項(xiàng)

• Lambda 表達(dá)式使用前提：接口為函數(shù)式接口。
• 如果 Lambda 表達(dá)式的主體部分只有一個(gè)表達(dá)式，可以不用 {} 包裹；多行代碼需要用 {} 包裹，表示為一個(gè)整體的代碼塊。
• 如果 Lambda 表達(dá)式的參數(shù)列表中只有一個(gè)參數(shù)時(shí)，括號(hào)、參數(shù)類型可以省略。例如，(int a) 可以簡(jiǎn)化成 a。
• 有多個(gè)參數(shù)時(shí)，必須加括號(hào)，但可以同時(shí)省略參數(shù)類型。例如，(int a, int b, int c) 可以簡(jiǎn)化成 (a, b, c)。

優(yōu)點(diǎn)

以下是使用 Lambda 表達(dá)式的幾個(gè)主要原因：

• 代碼簡(jiǎn)潔性。用更少的代碼實(shí)現(xiàn)相同的功能。
• 避免內(nèi)部類定義過多。
• 減少了不必要的樣板代碼，只留下核心的邏輯。

---

例如，可以用一行代碼定義一個(gè)方法，而不是寫一個(gè)完整的內(nèi)部類。

傳統(tǒng)的內(nèi)部類方式：

Runnable task = new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("Hello, Lambda!");}
};

使用 Lambda 表達(dá)式：

Runnable task = () -> System.out.println("Hello, Lambda!");

2. 推導(dǎo)過程

接下來(lái)，我們通過對(duì)內(nèi)部類的簡(jiǎn)化，進(jìn)行 Lambda 表達(dá)式的推導(dǎo)。

定義函數(shù)式接口

定義一個(gè)函數(shù)式接口 ILike，它只有一個(gè)抽象方法 lambda()。

// 1. 定義一個(gè)函數(shù)式接口
interface ILike {// 函數(shù)式編程，有且僅有一個(gè)抽象方法public abstract void lambda();
}

外部類實(shí)現(xiàn)接口

定義一個(gè) Like 類去實(shí)現(xiàn) ILike 接口。

// 2. 實(shí)現(xiàn)類（外部）：定義一個(gè)類去實(shí)現(xiàn)接口
class Like implements ILike {// 實(shí)現(xiàn)接口的抽象方法@Overridepublic void lambda() {System.out.println("Test Lambda Like...");}
}// 主方法中
ILike like = new Like();
like.lambda();

靜態(tài)內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)

簡(jiǎn)化：定義一個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類 Like2 去實(shí)現(xiàn) ILike 接口。

// 3. 靜態(tài)內(nèi)部類
static class Like2 implements ILike {// 實(shí)現(xiàn)接口的抽象方法@Overridepublic void lambda() {System.out.println("Test Lambda Like2...");}
}// 主方法中
like = new Like2();
like.lambda();

局部?jī)?nèi)部類實(shí)現(xiàn)

簡(jiǎn)化：定義一個(gè)局部?jī)?nèi)部類 Like3 去實(shí)現(xiàn) ILike 接口。

// 4. 局部（成員）內(nèi)部類
class Like3 implements ILike {// 實(shí)現(xiàn)接口的抽象方法@Overridepublic void lambda() {System.out.println("Test Lambda Like3...");}
}// 主方法中
like = new Like3();
like.lambda();

匿名內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)

簡(jiǎn)化：定義一個(gè)匿名內(nèi)部類去實(shí)現(xiàn) ILike 接口。

// 5. 匿名內(nèi)部類，沒有名稱的類，必須借助接口或者父類
like = new ILike() {@Overridepublic void lambda() {System.out.println("Test Lambda Like4...");}
};like.lambda();

用 Lambda 表達(dá)式簡(jiǎn)化

用 Lambda 表達(dá)式進(jìn)行簡(jiǎn)化。一個(gè)簡(jiǎn)化的過程，只保留最核心的代碼。

// 6. 用 Lambda 表達(dá)式進(jìn)行簡(jiǎn)化
// 一個(gè)簡(jiǎn)化的過程，只保留最核心的代碼like = ()-> {System.out.println("Test Lambda Like5...");
};like.lambda();

3. 類比 Runnable 接口

Runnable 接口定義：

public interface Runnable {public abstract void run();
}

在 Java 中，函數(shù)式接口是指一個(gè)接口中只定義了一個(gè)抽象方法的接口。

Runnable 接口中只包含一個(gè)抽象方法 run()，符合這個(gè)定義。因而 Runnable 接口是一個(gè)函數(shù)式接口，可以被 Lambda 表達(dá)式所使用。

使用 Lambda 表達(dá)式創(chuàng)建 Runnable 對(duì)象：

// Runnable task = () -> System.out.println("Hello, Runnable!");public class RunnableExample {public static void main(String[] args) {// 使用 Lambda 表達(dá)式創(chuàng)建 Runnable 對(duì)象Runnable task = () -> System.out.println("Hello, Runnable!");// 創(chuàng)建 Thread 對(duì)象，并傳入 Runnable 對(duì)象Thread thread = new Thread(task);// 啟動(dòng)線程thread.start();}
}

四、參考資料

狂神說(shuō) Java 多線程：https://www.bilibili.com/video/BV1V4411p7EF
TIOBE 編程語(yǔ)言走勢(shì)： https://www.tiobe.com/tiobe-index/
Typora 官網(wǎng)：https://www.typoraio.cn/
Oracle 官網(wǎng)：https://www.oracle.com/
Notepad++ 下載地址：https://notepad-plus.en.softonic.com/
IDEA 官網(wǎng)：https://www.jetbrains.com.cn/idea/
Java 開發(fā)手冊(cè)：https://developer.aliyun.com/ebook/394
Java 8 幫助文檔：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/
MVN 倉(cāng)庫(kù)：https://mvnrepository.com/