Lambda 表达式是 Java 8 引入的重要语法，用于把“行为”作为值传递。它让匿名内部类变得更简洁，也为 Stream、CompletableFuture、集合排序等 API 提供了基础。

学习 Lambda 不要只看语法糖，更要理解函数式接口、变量捕获、方法引用和工程边界。

1. 从匿名内部类到 Lambda

匿名内部类：

Runnable task = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("run");
    }
};

Lambda：

Runnable task = () -> System.out.println("run");

本质上，Lambda 是对函数式接口实例的简洁表达。

2. 函数式接口

函数式接口是只有一个抽象方法的接口。

@FunctionalInterface
public interface Converter<T, R> {
    R convert(T value);
}

使用：

Converter<String, Integer> converter = value -> Integer.parseInt(value);

@FunctionalInterface 不是必须的，但推荐添加，让编译器帮你检查接口是否仍然只有一个抽象方法。

3. 常用函数式接口

接口	抽象方法	含义
Runnable	run()	无入参无返回
Supplier<T>	get()	提供一个值
Consumer<T>	accept(T)	消费一个值
Function<T,R>	apply(T)	输入 T 输出 R
Predicate<T>	test(T)	判断条件
BiFunction<T,U,R>	apply(T,U)	两个输入一个输出

示例：

Predicate<User> activeUser = User::isActive;
Function<User, String> nameMapper = User::getName;
Consumer<User> printer = user -> System.out.println(user.getName());
Supplier<List<User>> supplier = ArrayList::new;

4. Lambda 语法

() -> expression
value -> expression
(a, b) -> expression
(a, b) -> {
    statement;
    return result;
}

示例：

Comparator<User> byAge = (u1, u2) -> Integer.compare(u1.getAge(), u2.getAge());

如果只有一个参数，可以省略括号：

user -> user.getName()

如果方法体只有一个表达式，可以省略 return 和大括号。

5. 方法引用

方法引用是 Lambda 的进一步简化。

形式	示例
静态方法	Integer::parseInt
实例方法	user::getName
类的实例方法	User::getName
构造方法	ArrayList::new

等价关系：

Function<String, Integer> f1 = value -> Integer.parseInt(value);
Function<String, Integer> f2 = Integer::parseInt;

方法引用不是新能力，只是更简洁的写法。

6. 变量捕获

Lambda 可以访问外部局部变量，但变量必须是 final 或 effectively final。

String prefix = "user:";
Function<Long, String> mapper = id -> prefix + id;

不能这样：

String prefix = "user:";
prefix = "order:";
Function<Long, String> mapper = id -> prefix + id; // 编译失败

原因是 Lambda 可能在稍后执行，如果外部局部变量随意变化，会破坏语义清晰性。

7. Lambda 与 this

匿名内部类中的 this 指向匿名内部类对象；Lambda 中的 this 指向外部对象。

public class Demo {
    public void test() {
        Runnable task = () -> System.out.println(this.getClass());
    }
}

这点在重构匿名内部类为 Lambda 时需要注意。

8. 常见场景

集合排序：

users.sort(Comparator.comparing(User::getAge));

过滤：

List<User> activeUsers = users.stream()
        .filter(User::isActive)
        .toList();

异步任务：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> queryUser(userId), executor);

回调：

button.onClick(event -> submit());

9. 使用边界

Lambda 适合短小、语义明确的行为表达。

不推荐：

users.forEach(user -> {
    validate(user);
    remoteCall(user);
    updateDatabase(user);
    writeAuditLog(user);
});

复杂业务逻辑应抽成具名方法：

users.forEach(this::processUser);

10. 底层机制与工程取舍

Lambda 在源码层面像是“匿名函数”，但 Java 没有直接把函数变成一等公民。编译器会根据目标类型进行类型推断，把 Lambda 绑定到某个函数式接口上。

Lambda 表达式
  │ 编译期目标类型推断
  ▼
函数式接口
  │ invokedynamic / LambdaMetafactory
  ▼
运行期生成或复用接口实例

从工程角度看，Lambda 的价值是降低样板代码，但它也会隐藏调用栈和业务语义。过长的 Lambda、带副作用的 Lambda、在 Stream 中做远程调用，都会让排查变难。

场景	推荐	原因
排序、过滤、映射	Lambda 或方法引用	行为短小清晰
复杂业务流程	具名方法	可读性、复用、日志更好
需要异常上下文	具名方法或显式 try/catch	Lambda 中异常定位弱
公共策略扩展	函数式接口	比匿名类更轻量
有状态逻辑	谨慎	容易引入共享状态和并发问题

设计函数式接口时要注意接口语义，而不是只看参数和返回值。例如 Predicate<User> 能表达判断，但 UserMatcher 这种具名接口在复杂领域规则中可能更清楚。

Tips 快问快答

Q：Lambda 是什么？ A：Lambda 是函数式接口实例的简洁写法，用于传递行为。

Q：什么是函数式接口？ A：只有一个抽象方法的接口。

Q：@FunctionalInterface 必须写吗？ A：不是必须，但推荐写，便于编译器检查。

Q：Lambda 能访问外部变量吗？ A：能，但局部变量必须是 final 或 effectively final。

Q：方法引用和 Lambda 有什么关系？ A：方法引用是某些 Lambda 的简化写法。

Q：Lambda 中的 this 指向谁？ A：指向外部对象，不是 Lambda 自身。

Q：Lambda 会让代码一定更好吗？ A：不一定。逻辑复杂时具名方法更清晰。

Q：Lambda 和 Stream 是一回事吗？ A：不是。Stream 常使用 Lambda 表达处理逻辑。