1.首先仓蛆，什么是閉包

先看這么一個(gè)圖：

G,F,N 分別代表三個(gè)層次的函數(shù)笤闯，a,b,c分別是其中的變量。正常情況下阁猜，G無法訪問到N中的c聘惦。但是琳彩，通過閉包G可以訪問到c。這是一般對(duì)閉包的初體驗(yàn)部凑，下面看看維基對(duì)閉包的定義。

維基的定義：在計(jì)算機(jī)科學(xué)中碧浊，閉包（英語：Closure）涂邀，又稱詞法閉包（Lexical Closure）或函數(shù)閉包（function closures），是引用了自由變量的函數(shù)箱锐。這個(gè)被引用的自由變量將和這個(gè)函數(shù)一同存在比勉，即使已經(jīng)離開了創(chuàng)造它的環(huán)境也不例外。所以驹止，有另一種說法認(rèn)為閉包是由函數(shù)和與其相關(guān)的引用環(huán)境組合而成的實(shí)體浩聋。閉包在運(yùn)行時(shí)可以有多個(gè)實(shí)例，不同的引用環(huán)境和相同的函數(shù)組合可以產(chǎn)生不同的實(shí)例臊恋。

看起來意見還不統(tǒng)一衣洁，總結(jié)一下：

1.閉包是一個(gè)函數(shù)，它引用了自由變量并和這個(gè)函數(shù)包在一起抖仅。

2.閉包不是函數(shù)坊夫，他是函數(shù)和引用環(huán)境組成的實(shí)體砖第。

這兩個(gè)定義其實(shí)差不多，只是在糾結(jié)閉包是否是一個(gè)函數(shù)环凿。第二種較為全面梧兼，理由是函數(shù)是一些可執(zhí)行的代碼，這些代碼在編寫時(shí)就定義了并且只有一個(gè)實(shí)例智听，但是閉包會(huì)因?yàn)橐玫淖兞坎煌a(chǎn)生不同的實(shí)例羽杰。因此閉包和函數(shù)還是有差別的，它只是像函數(shù)到推，但并不是函數(shù)考赛。

以python為例說明閉包有多個(gè)實(shí)例：

這個(gè)例子里，函數(shù)make_add返回一個(gè)lambda环肘，lambda可以通過不同的參數(shù)來生成不同的閉包實(shí)例欲虚，其中的參數(shù)就是引用變量，當(dāng)然引用變量不止這些悔雹，還包括所有能引用到的變量复哆，這些引用變量被稱為上值（upvalue）。

構(gòu)成閉包其實(shí)只要有兩點(diǎn)：

1.函數(shù)的代碼邏輯

2.引用環(huán)境

引用環(huán)境是什么呢腌零？

引用環(huán)境是一組變量的定義

identifer----value

identifer----value

identifer----value

.......

以上就是一個(gè)引用環(huán)境梯找，詞法作用域的語言中，在函數(shù)取值時(shí)益涧，會(huì)捕捉函數(shù)定義時(shí)能引用到的所有變量锈锤，將其組成一個(gè)新的引用環(huán)境。和這個(gè)函數(shù)一起闲询，就組成了閉包久免。由于每種語言實(shí)現(xiàn)引用環(huán)境有所不同，對(duì)閉包的理解便有所不同扭弧。在回到開始這個(gè)例子阎姥，N為了維持它的詞法域，將他所有能訪問到的局部變量都包含在了一起鸽捻。

2.閉包的條件

從上面的定義可以得知

1.函數(shù)可以嵌套定義

2.可以定義匿名函數(shù)

3.upvalue

4.函數(shù)和upvalue可以組成一個(gè)可調(diào)用的實(shí)體呼巴。

5.函數(shù)是一種數(shù)據(jù)類型，可以賦值御蒲，可以作為參數(shù)衣赶，也可以做為返回值。

3.Java中的閉包

從上面的閉包條件可知厚满，閉包幾乎是函數(shù)式編程的專利府瞄，Java作為強(qiáng)制的面向?qū)ο缶幊陶Z言怎么可能有閉包，先不管碘箍！看看Java是如何實(shí)現(xiàn)閉包的摘能。

a.語法

首先要聲明一個(gè)函數(shù)式接口,比如Runnable：

@FunctionalInterface

public interface Runnable {

public abstract void run();

}

函數(shù)式接口只允許有一個(gè)函數(shù)续崖，如果你有一個(gè)接口，并且這個(gè)接口只有一個(gè)方法团搞，即便你沒有@FunctionalInterface严望，編譯器也會(huì)認(rèn)為這是一個(gè)函數(shù)接口。但是建議還是@FunctionalInterface一下逻恐，如果其他人在這個(gè)接口下添加方法像吻，IDE會(huì)告訴他：你這么做是非法的。

有了這個(gè)函數(shù)式接口就可以用Lambda表達(dá)式了复隆，格式如下

(參數(shù)) -> 表達(dá)式

如果沒有參數(shù)也可以簡(jiǎn)化為()拨匆，如果只有一個(gè)參數(shù)，可以不要括號(hào)

表達(dá)式需要用{}塊起來挽拂，如果只有一行代碼則不需要惭每。

比如：

new Thread(() -> System.out.println("Hello world!"));

1.? () -> 5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // return都不要寫

2.? x -> 2 * x? ? ? ? ? ? // 括號(hào)都可以不要

3.? (x, y) -> x – y? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 參數(shù)聲明也可以免寫

4.? (int x, int y) -> x + y? ? ? // 你也可以聲明

5.? (String s) -> System.out.print(s) // 大括號(hào)也懶得打了

還可以用::兩個(gè)冒號(hào)來簡(jiǎn)寫

1.System.out::println? ? //非靜態(tài)方法引用

2.String::valueOf? ? //靜態(tài)方法引用

3.ArrayList::new? ? //構(gòu)造函數(shù)的引用

b.特性

特性1：不允許修改局部變量

比如以下寫法是不允許的

int n= 1;

new Thread(() -> n++);

提示：Local variable n defined in an enclosing scope must be final or effectively final

把n改成final就可以了,如果你不修改局部變量的值并不是需要final。如果沒有局部變量的捕獲亏栈，據(jù)說這樣的閉包要高效一些台腥。

特性2：參數(shù)也必須是final

特性3：可以訪問并修改外部類的變量

特性4:不能將異常拋出

驚！看起來就和內(nèi)部類一樣绒北！

c.分析

函數(shù)式編程中黎侈，函數(shù)是第一公民，可以被嵌套定義闷游，也可以被當(dāng)作參數(shù)使用峻汉，就像面向?qū)ο缶幊痰念愐粯印Ｔ俾?lián)系上文提到的閉包條件脐往，我們發(fā)現(xiàn)Java作為一種強(qiáng)制面向?qū)ο蟮恼Z言休吠，幾乎是不能有閉包的，但是如果將函數(shù)改為類业簿，那么情況就不一樣了瘤礁。事實(shí)上Java 8也就是這么干的。

函數(shù)式接口規(guī)定只能有一個(gè)方法辖源，目的在于使這個(gè)類的作用就像一個(gè)函數(shù)一樣。僅此一步希太，閉包的條件就滿足了克饶。

d.思考

1.和內(nèi)部類的異同

異：

不會(huì)生成新的類

this不同

同：

不能改變局部變量的值

可以改變?nèi)肿兞康闹?/p>

2.既然匿名內(nèi)部類和閉包那么相同，那么內(nèi)部類也可以算是一個(gè)閉包嗎誊辉？

有種觀點(diǎn)認(rèn)為矾湃，匿名內(nèi)部類是面向?qū)ο蟮拈]包，理由是內(nèi)部類不僅包含了代碼邏輯還包含了外圍類的引用堕澄，符合閉包的定義邀跃。Oracle官網(wǎng)也提到:

Lambda expressions to replace anonymous inner classes in Java SE 8.

他就是為了解決匿名類的霉咨。

另一個(gè)佐證：在Java還沒支持閉包之前，就有人提出修改匿名內(nèi)部類的創(chuàng)建方式來實(shí)現(xiàn)閉包拍屑。

3又是一個(gè)語法糖?

并不是途戒，同樣一個(gè)接口，用內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)僵驰，會(huì)多出一個(gè)class文件來喷斋，如果用閉包則不會(huì)。

4.閉包的優(yōu)缺點(diǎn)

閉包有更加簡(jiǎn)潔的語法蒜茴，更清晰的邏輯星爪，也更加抽象。但是閉包的內(nèi)存開銷會(huì)大一些粉私，也不要濫用顽腾。

e.應(yīng)用

Java8的Function包有一大堆的函數(shù)式接口，以供使用

http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/function/package-summary.html

如forEach,你現(xiàn)在不需要寫一個(gè)函數(shù)诺核，你只需要這樣做就可以了

list.forEach(System.out::println);

方法的實(shí)現(xiàn)：

//Consumer是function包下的一個(gè)函數(shù)式接口抄肖。

default void forEach(Consumer action) {

Objects.requireNonNull(action);

for (T t : this) {

action.accept(t);

}

}

Stream是是目前Java Lamdba表達(dá)式的重頭戲，Stream并不是IO流猪瞬，而是對(duì)集合集合操作的迭代憎瘸，普通的Iterator只是對(duì)集合元素一個(gè)一個(gè)的遍歷，而Stream不僅實(shí)現(xiàn)了遍歷陈瘦，還包含了對(duì)元素操作的描述幌甘，如過濾，內(nèi)類轉(zhuǎn)換等痊项。這些描述就是Lamdba表達(dá)式锅风。

下面看一個(gè)官網(wǎng)的示例：

int sum = widgets.stream()

.filter(b -> b.getColor() == RED)

.mapToInt(b -> b.getWeight())

.sum();

上例中，我們需要獲取widgets集合中顏色為紅色的元素鞍泉，并將寬度轉(zhuǎn)換為Int再求和皱埠，這個(gè)例子看起來就像我們使用AlertDialog.Builder創(chuàng)建Dialog一樣，每個(gè)setXX方法都返回Builder對(duì)象咖驮，最終通過create方法創(chuàng)建真正的Dialog边器。

Stream有兩種形式：

1.Intermediate

Intermediate是中間操作，其后可以再跟Stream操作托修，如上例的filter忘巧，就像Builder一樣。辨別Intermediate可以通過方法是否返回Stream來辨別睦刃，Intermediate的操作不會(huì)執(zhí)行真正的遍歷砚嘴，它的目的是打開流，并包含了這樣的操作，再返回新的流交給下一個(gè)操作使用际长。

2.Terminal

最終操作耸采，其后不能再跟Stream操作，就像Create一樣工育。Terminal操作返回值不是Stream虾宇，可能是一個(gè)數(shù)據(jù)類型或者Void，如上例的sum,返回的值是Int翅娶。因此Terminal是真正執(zhí)行遍歷的地方文留。

Strem的特性：

1.沒有存儲(chǔ)，流不是一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)竭沫，是一個(gè)數(shù)據(jù)操作的管道（through a pipeline of computational operations.）燥翅。每一次值轉(zhuǎn)換都生成一個(gè)新的Stream對(duì)象，因此操作可以向鏈條一樣形成一個(gè)管道蜕提。

流的實(shí)現(xiàn)類是AbstractPipeline森书，其主要的屬性有：

private Spliterator sourceSpliterator;//資源的迭代器,包含了集合

private final AbstractPipeline sourceStage;//自身Stream

private final AbstractPipeline previousStage;//上一個(gè)Stream

private AbstractPipeline nextStage;//下一個(gè)Stream

2.不修改源數(shù)據(jù)

private final Collection collection; // null OK

3.無界操作，即Short-circuiting谎势，他的作用是在無限的集合中返回有限的流或者在有限的時(shí)間內(nèi)完成操作凛膏。這一類的方法有anyMatch、 allMatch脏榆、 noneMatch猖毫、 findFirst、 findAny须喂、 limit吁断。

4.中間操作是懶惰的

5.只能執(zhí)行一次最終操作

6.并行，采用fork/join框架

list.parallelStream();