Java 函数式编程实例

一、函数式编程概念

函数式编程是一种编程的范式和编程的方法论(programming paradigm)，它属于结构化编程的一种，主要的思想是把运算的过程尽量通过一组嵌套的函数来实现。

函数式编程的几个特点：

• 函数可以作为变量、参数、返回值和数据类型。
• 基于表达式来替代方法的调用
• 函数无状态，可以并发和独立使用
• 函数无副作用，不会修改外部的变量
• 函数结果确定性；同样的输入，必然会有同样的结果。

函数式编程的优点：

• 代码简洁，开发效率高
• 接近自然语言，易于理解
• 由于函数的特性，易于调试和使用
• 易于并发使用
• 脚本语言的特性，易于升级部署

二、@FunctionalInterface 函数式接口

@FunctionalInterface是 Java 8 新加入的一种接口，注解在接口层面，且注解的接口要有且仅有一个抽象方法。具体就是说，注解在Inteface上，且interface里只能有一个抽象方法，可以有多个default方法。

函数式接口的一大特性就是可以被lambda表达式和函数引用表达式代替

三、Lambda 表达式

Lambda 表达式是一种匿名函数(对 Java 而言这并不完全正确，但现在姑且这么认为)，简单地说，它是没有声明的方法，也即没有访问修饰符、返回值声明和名字。

你可以将其想做一种速记，在你需要使用某个方法的地方写上它。当某个方法只使用一次，而且定义很简短，使用这种速记替代之尤其有效，这样，你就不必在类中费力写声明与方法了。

四、使用场景

4.1、Redis工具类

JAVA是面向对象的，通常方法的入参都是类（对象），或者变量，而函数式编程，就是把一个函数(方法)作为入参，那这个有啥好处呢？？

简单举个例子，
当多个方法都有同样的操作时，我们通常想的是将其共同抽象成独立方法，但是整个流程是一样的，只是不同场景下，具体业务处理处理不同时，我们该怎么抽象呢？如果像下面那样操作，明显就是破坏了整个业务流程

   public Object common1(){return "common1";}public Object common2(){return "common2";}public void method1(Object o){Object o1 =this.common1();//doSomeingSystem.out.println("========"+o1);this.common2();}public void method2(Object o){Object o1 =this.common1();//doSomeingSystem.out.println("-----------"+o1);this.common2();}

那想再不破坏整个流程的情况改怎么处理呢？可以利用函数式编程，把接口作为入参，当具体业务处理时再去实现其具体业务。

@FunctionalInterface
public interface Operation<T,R> {public T operate(R r);
}public void  common(Operation<Object,Object> operation){//step1Object o1 =this.common1();operation.operate(o1);//step3this.common2();}public void method1Operation(Object o){this.common(o1 -> "========"+o1);}public void method2Operation(Object o){this.common(o1 -> "========"+o1);}

上面的介绍过于抽象，下面介绍一个很实用的场景。
对于一些池的操作，比如redisPool，或者线程池，都有一些通用的操作，首先，先从池中取出对象，然后实现具体业务，然后再把对象放入池中；
可以看出这里有操作流程上有重复的地方，如果我们把这写都写在具体业务中，过于耦合和繁琐，那我们就可以像上面的demo一样，将其公用部分抽象出来，这里已redisPool为例，如下

@FunctionalInterface
public interface Operation<T,R> {public T operate(R r);}

public class RedisTool2 {private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;//NX|XX, NX -- Only set the key if it does not already exist;//        XX -- Only set the key if it already exist.private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";//EX|PX, expire time units: EX = seconds; PX = millisecondsprivate static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";private static volatile JedisPool jedisPool = null;public static JedisPool getRedisPoolUtil() {if(null == jedisPool ){synchronized (RedisTool2.class){if(null == jedisPool){GenericObjectPoolConfig poolConfig = new GenericObjectPoolConfig();poolConfig.setMaxTotal(100);poolConfig.setMaxIdle(10);poolConfig.setMaxWaitMillis(100*1000);poolConfig.setTestOnBorrow(true);jedisPool = new JedisPool(poolConfig,"192.168.10.151",6379);}}}return jedisPool;}public static <T> T doOperation(Operation<T,Jedis> operation){Jedis  jedis = jedisPool.getResource();try {return operation.operate(jedis);}catch (Exception e){return null;}finally {jedisPool.returnResource(jedis);}}//使用匿名内部类实现public static boolean tryGetDistributedLock1(final String lockKey, final String requestId, final int expireTime) {return doOperation(new Operation<Boolean, Jedis>() {public Boolean operate(Jedis jedis) {String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {return true;}return false;}});}//使用lambda表达式实现public static boolean tryGetDistributedLock2(final String lockKey, final String requestId, final int expireTime) {return doOperation(jedis ->{String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {return true;}return false;});}//使用lambda表达式实现public static boolean tryGetDistributedLock2(final String lockKey, final String requestId, final int expireTime) {String result = doOperation(jedis ->jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST,SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime));return LOCK_SUCCESS.equals(result);}public boolean releaseDistributedLock(String lockKey, String requestId) {String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";Object result = this.execute(jedis ->jedis.eval(script, Collections.singletonList(COMMON_LOCK_KEY+lockKey), Collections.singletonList(requestId)));return RELEASE_SUCCESS.equals(result);}//普通方法public static boolean tryGetDistributedLock(String lockKey, String requestId, int expireTime) {Jedis  jedis = jedisPool.getResource();try {String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {return true;}return false;}catch (Exception e){return false;}finally {jedisPool.returnResource(jedis);}}
}

4.2、分布式定时任务

@FunctionalInterface
public interface Operation {public void execJob();}

抽象基类：把获取锁和释放锁抽象到寄类实现，在具体业务job不用关心这些

@Component
public  abstract class AbstractBasicTask {private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(AbstractBasicTask.class);@AutowiredRedisService redisService;public void doOperation(String taskName,Operation operation){String requestId = DateUtils.getNowTimeMill();// 控制并发锁if (redisService.tryGetDistributedLock(taskName, requestId,600)) {long start = System.currentTimeMillis();try {// 开始执行定时任务operation.execJob();logger.info("{}:执行定时任务完成，耗时(毫秒)：{}", taskName, (System.currentTimeMillis() - start));} catch (Exception e) {logger.error(taskName + ":执行定时任务异常", e);} finally {// 释放锁try {redisService.releaseDistributedLock(taskName,requestId);} catch (Exception e) {logger.error(taskName + ":释放锁异常", e);}}} else {logger.info("{}:获取锁失败", taskName);}}/*** 执行JOB业务逻辑*/public abstract void exec();

具体执行任务demoJob

@Component
@EnableScheduling
public class demoJob extends  AbstractBasicTask{@Scheduled(cron = "1 * * * * ?")@Overridepublic void exec()  {this.doOperation("demoJob", this::testA);}private void testA(){System.out.println("=========");}
}

总结：比较常用的，典型的应用场景，是当我们运算的过程可以抽象成好几个步骤时，把其中相同部分，抽象成公共方法（像上面的common方法），并且把函数式接口作为其入参，在具体业务实现中，使用lambda表达式实现具体业务实现（像上面的method1Operation、method2Operation）。