Java 中函数引用的实现原理

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函数引用在 Java 中通过自动生成内部类实现，这些内部类持有目标方法的引用。具体实现步骤包括：获取目标方法的 MethodHandle 实例。创建匿名内部类封装方法句柄，实现 java.util.function.Function 接口。将内部类作为参数传递给其他方法或 lambda 表达式。

Java 中函数引用的实现原理

函数引用是 Java 8 引入的语法特性，它允许我们将方法名作为参数传递给其他方法或lambda表达式。在实现上，函数引用本质上是一种对象，包含了对目标方法的引用。

内部类

函数引用的实现核心是使用一个包含方法引用的内部类。当我们创建一个函数引用时，编译器会自动生成一个实现 java.lang.invoke.MethodHandle 接口的内部类。此类持有对目标方法的引用，并重写 invokeExact() 方法以实际调用该方法。

以下是函数引用实际指向的内部类的简化版示例：

class MyFunctionReference {
    private MethodHandle targetMethod;

    public MyFunctionReference(Method targetMethod) {
        this.targetMethod = targetMethod.asType(MethodHandle.type());
    }

    public Object invoke(Object... args) throws Throwable {
        return targetMethod.invokeExact(args);
    }
}

获取方法句柄

为了将方法名转换为函数引用，编译器会通过 Reflection API 获取目标方法的 MethodHandle 实例。MethodHandle 是一个底层类，它提供对 Java 方法的直接访问，而无需通过反射调用。

创建函数引用

一旦编译器获取了方法句柄，它就会创建一个匿名内部类来封装该方法句柄。该内部类实现了 java.util.function.Function 接口，从而可以将方法引用作为参数传递给其他方法或lambda表达式。

实战案例

我们创建一个函数引用，它将整数平方后返回，然后将其作为参数传递给 forEach() 方法中：

List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5);

Function<Integer, Integer> square = i -> i * i;

numbers.forEach(square);  // 输出平方后的数字

结论

函数引用通过自动生成内部类来实现，该内部类持有对目标方法的引用并重写 invoke() 方法。通过使用函数引用，我们可以将方法名作为参数传递给其他方法，从而提高代码的可读性和可维护性。

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