在 Java 中，为什么 Function.identity() 是静态方法而不是其他方法？

Question

Java 8 添加了函数式编程结构，包括 Function 类及其关联的 identity() 方法。

这是该方法的当前结构：

// Current implementation of this function in the [JDK source][1]
static <T> Function<T, T> identity() {
    return t -> t;
}

// Can be used like this
List<T> sameList = list.stream().map(Function.identity()).collect(Collectors.toList());

但是，还有另一种结构方式：

// Alternative implementation of the method
static <T> T identity(T in) {
    return in;
}

// Can be used like this
List<T> sameList = list.stream().map(Function::identity).collect(Collectors.toList());

甚至还有第三种结构方式：

// Third implementation
static final Function<T, T> IDENTITY_FUNCTION = t -> t;

// Can be used like this
List<T> sameList = list.stream().map(Function.IDENTITY_FUNCTION).collect(Collectors.toList());

在这三种方法中，JDK 中实际使用的第一种方法看起来内存效率较低，因为它似乎在每次使用时都会创建一个新对象 (lambda)，而第二种和第三种实现则没有。根据this SO answer 的说法，实际情况并非如此，因此最终所有三种方法在性能方面似乎都相当。

使用第二种方法允许将方法用作方法引用，这类似于在函数构造中使用了许多其他标准库方法。例如。 stream.map(Math::abs) 或 stream.map(String::toLowerCase)。

总的来说，为什么要使用第一种方法，它看起来（尽管最终不是）性能较差并且与其他示例不同？

Answer 1

TL;DR 使用Function.identity() 只创建一个对象，因此非常节省内存。

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第三个实现无法编译，因为 T 未定义，所以这不是一个选项。

在第二个实现中，每次编写Function::identity 时都会创建一个新 对象实例。

在第一个实现中，每当您调用Function.identity() 时，都会返回一个指向相同 lambda 对象的实例。

你自己看看很简单。首先在同一个类中创建两个 identity 方法，因此将它们重命名为 identity1 和 identity2 以使它们分别可识别。

static <T> Function<T, T> identity1() {
    return t -> t;
}

static <T> T identity2(T in) {
    return in;
}

编写一个接受Function 的test 方法并打印对象，这样我们就可以看到它的唯一身份，正如哈希码所反映的那样。

static <A, B> void test(Function<A, B> func) {
    System.out.println(func);
}

反复调用test方法，看看是否每一个都得到一个新的对象实例（我的代码在一个名为Test的类中）。

test(Test.identity1());
test(Test.identity1());
test(Test.identity1());
test(Test::identity2);
test(Test::identity2);
for (int i = 0; i < 3; i++)
    test(Test::identity2);

输出

Test$$Lambda$1/0x0000000800ba0840@7adf9f5f
Test$$Lambda$1/0x0000000800ba0840@7adf9f5f
Test$$Lambda$1/0x0000000800ba0840@7adf9f5f
Test$$Lambda$2/0x0000000800ba1040@5674cd4d
Test$$Lambda$3/0x0000000800ba1440@65b54208
Test$$Lambda$4/0x0000000800ba1840@6b884d57
Test$$Lambda$4/0x0000000800ba1840@6b884d57
Test$$Lambda$4/0x0000000800ba1840@6b884d57

如您所见，调用Test.identity1() 的多个语句 都得到相同的对象，但使用Test::identity2 的多个语句 都得到不同的对象。

same 语句的 repeated 执行确实得到了相同的对象（如循环的结果所示），但这与从 不同的语句。

结论：使用Test.identity1()只创建一个对象，因此它比使用Test::identity2更节省内存。