Java Lambdas：它在 JVM 中是如何工作的？它是面向对象的吗？ [关闭]答案

【问题标题】：Java Lambdas : How it works in JVM & is it OOP? [closed]Java Lambdas：它在 JVM 中是如何工作的？它是面向对象的吗？ [关闭]
【发布时间】：2015-03-19 11:49:12
【问题描述】：

例如，在匿名内部类的情况下，传递（匿名）对象引用并执行该对象的方法。

Lambda 是在需要时执行的代码块。

当遇到 lambda 时，JVM 会发生什么？ JVM 将 lambdas 相关的代码块存放在哪里（Heap : Young, Old or Permanent Generation）？

我尝试搜索，得到了使用 lambdas 的语法，但无法理解 JVM 内部发生了什么，因为在 JAVA 中一切都是基于对象的。

那么在 OOP 上下文中，lambda 是如何工作的？
lambda 是否违反 OOP 概念？
Lambda 对垃圾收集器有好处吗，因为没有创建对象不用担心内存问题和清除内存？

【问题讨论】：

我认为 lambdas 是另一种让你的代码更紧凑（或者可能更好）的方法。 OOP 的范式并没有以那种方式触及，但这是我的看法。
Lambda 是 函数式编程 的重要组成部分，正如您所知道的 OOP 不同。
从表面上看，lambda 表示法似乎违反了“结构化编程”的一些规则，这是 OOP 的一个（很少提及的）基础。不过，我还没有仔细研究过它，而且 javac 在过去 10 年里已经变成了一大堆非结构化的混乱。
如果我们担心如何在编译器或虚拟机中实现 lambda，难道不应该先对所有这些 goto 进行处理吗？
一个常见的误解是 OOP 和 FP 在某种程度上相互矛盾。但是我们不会因为编写面向对象程序或函数式程序而获得报酬，我们会因为编写工作程序而获得报酬（无论如何，理想情况下）。OOP 和 FP 都为我们提供了包含自然复杂性的工具编程；作为程序员，我们应该尽可能多地从 OOP 和 FP 中学习，并在有助于实现编写工作、可维护、可测试、可读、无错误程序的目标的地方使用他们每个人所教的东西。

标签： java oop lambda jvm java-8

【解决方案1】：

我不会浪费时间去思考 lambda 表达式是否违反了 OO 原则。它的目标是增加语言的能力，而不是编写 OO 代码，我看不出 lambda 会如何违反封装、继承或多态性。

article 解释了 Java 如何处理 lambda 表达式：

Lambda 表达式的有趣之处在于，从 JVM 的角度来看，它们是完全不可见的。它不知道匿名函数或 Lambda 表达式是什么。它只知道字节码，这是一个严格的 OO 规范。语言的制造者及其编译器需要在这些限制内工作，以创建更新、更高级的语言元素。

考虑以下代码：

List names = Arrays.asList("1", "2", "3");
Stream lengths = names.stream().map(name -> name.length());

...它从加载名称 var 并调用其.stream() 方法开始，但随后它做了一些非常优雅的事情。它没有创建将包装 Lambda 函数的新对象，而是使用 Java 7 中添加的新 invokeDynamic 指令将此调用站点动态链接到实际的 Lambda 函数。

aload_1 //load the names var

// call its stream() func
invokeinterface java/util/List.stream:()Ljava/util/stream/Stream;

//invokeDynamic magic!
invokedynamic #0:apply:()Ljava/util/function/Function;

//call the map() func
invokeinterface java/util/stream/Stream.map:
(Ljava/util/function/Function;)Ljava/util/stream/Stream;

InvokeDynamic 是 Java 7 中添加的一条指令，旨在降低 JVM 的严格性，并允许动态语言在运行时绑定符号，而不是在 JVM 编译代码时静态地执行所有链接。

Lambda 代码

aload_0
invokevirtual java/lang/String.length:()
invokestatic java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
areturn

【讨论】：

这不是答案。它是“嘿，它使用invokedynamic，去google吧”。
这实际上是一个答案，这就是OP接受它的原因。

【解决方案2】：

Lambda 表达式不会被翻译成anonymous inner classes，它们使用Java 7 中引入的invoke dynamic 来执行函数式方法。 Check this out.

他们是否违反OOP？我不认为你应该关心。 Lambda 使您的代码不那么冗长、更容易理解并且“更容易”并行化。这就是你应该关心的。

来自 Brain Goetz 评论：

我们不会因为编写面向对象程序或函数式程序而获得报酬，我们会因编写工作程序而获得报酬。

【讨论】：

Afaik lambda 在一些的情况下会被翻译成匿名内部类。但这会在运行时由 invokedynamic 引导处理程序发生，该处理程序会找出处理特定 lambda 的最佳策略。
@the8472 就这一说法可能被视为正确的观点而言，它仍然是一个负面有用的表征。你最好放弃与内部类的任何联系——这将导致更好的理解。
@BrianGoetz，它不应该是 lambdas 的特征，更多的是关于实现细节的挑剔。
@the8472：它是一个可能生成的类，即使在工厂中它实际上也恰好被称为“内部类”，但是它缺乏普通的各个方面使其与顶级类不同的内部类，“内部”和“外部”类都不包含有关内部类关系的任何信息。
啊，我明白了。我想我对 lambda 工厂中的 innerClass 内容 + 调用堆栈中出现的合成方法感到困惑。谢谢。

【解决方案3】：

Lambda 表达式使用invokedynamic 字节码编译。
Lambda 实现与特殊的私有方法存储在同一个类文件中。
是否创建对象来调用 lambda 取决于具体情况。在琐碎的情况下，lambda 被转换为常量方法句柄。
要实例化一个 lambda HotSpot，需要创建一个匿名类来实现 lambda 的功能接口。此类不属于任何 ClassLoader。

请参阅 Lambda Expressions JSR 的规范负责人中的 more details。

【讨论】：