Java 8 lambda表达式中为什么要求外部变量为final

淡淡的烟草味﹌ 2023-09-30 21:06 34阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  场景描述
 *  匿名类中的局部变量
 *  思考

## 场景描述 ##

我们在使用Java8 lambda表达式的时候时不时会遇到这样的编译报错：  
![场景描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MjIxNzg4_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
这句话的意思是，`lambda 表达式中使用的变量应该是 final 或者有效的 final`，为什么会有这种规定？

## 匿名类中的局部变量 ##

其实在 Java 8 之前，`匿名类中如果要访问局部变量的话，那个局部变量必须显式的声明为 final`，如下代码在 Java 7 中是编译不过的：

@Test
        public void demo() {
        
            String version = "1.8";
            foo(new Supplier() {
        
                @Override
                public String get() {
        
                    return version; // 编译报错 Variable 'version' is accessed from within inner class, needs to be declared final
                }
            });
        }
        private void foo(Supplier supplier) {
        
            System.out.println(supplier.get());
        }

Java 7 要求 version 这个局部变量必须是 final 类型的，否则在匿名类中不可引用。

我们知道，`lambda 表达式是由匿名内部类演变过来的`，它们的作用都是实现接口方法，于是类比匿名内部类，lambda 表达式中使用的变量也需要是 final 类型。也就是说我们一开始图片中，i 这个变量需要声明为 final 类型，但是又发现个现象，如图：  
![现象描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2MjIxNzg4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
i 这个变量赋值给了 finalI 变量，但是 finalI 并没有声明为 final 类型，然而代码却能够编译通过，这是因为 `Java 8 之后，在匿名类或 Lambda 表达式中访问的局部变量，如果不是 final 类型的话，编译器自动加上 final 修饰符，即 Java8 新特性：effectively final。`

## 思考 ##

**前面一直说 Lambda 表达式或者匿名内部类不能访问非 final 的局部变量，这是为什么呢？**

*  首先思考`外部的局部变量 finaI 和匿名内部类里面的 final 是否是同一个变量？`

> 我们知道，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接，方法出口等信息，每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程（《深入理解Java虚拟机》第2.2.2节 Java虚拟机栈）。

就是说在执行方法的时候，`局部变量会保存在栈中，方法结束局部变量也会出栈，随后会被垃圾回收掉`，而此时，内部类对象可能还存在，如果内部类对象这时直接去访问局部变量的话就会出问题，因为外部局部变量已经被回收了，解决办法就是`把匿名内部类要访问的局部变量复制一份作为内部类对象的成员变量`，查阅资料或者通过反编译工具对代码进行反编译会发现，底层确实定义了一个新的变量，通过内部类构造函数将外部变量复制给内部类变量。

*  为何`还需要用final修饰？`

其实复制变量的方式会造成一个`数据不一致`的问题，在执行方法的时候`局部变量的值改变了却无法通知匿名内部类的变量`，随着程序的运行，就会导致程序运行的结果与预期不同，于是使用final修饰这个变量，使它成为一个常量，这样就保证了数据的一致性。

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为什么写这篇文章呢，因为时不时冒出来一个菜鸟，都不会看回答，只会抓住下半句，看不到上半句（或者说太菜了看不懂？）

![img][]

本质是java**值传递**和**引用传递**的区别。java数据类型大体包括两类：基本数据类型和引用类型。

明白这两者的区别后，你就会明白Java 8 lambda表达式中为什么要求外部变量为final。

函数入参是基本数据类型时，实际上是拷贝了该数据在函数内部创建了一份副本，该副本作用域只在此函数内部，不会影响外面的数据。

**函数入参是**引用类型时，实际上是将该引用对象的引用地址（类似于c语言的指针）传递给了函数内部，函数内部可以通过该引用地址找到该数据存放内存区域进行数据修改操作，会影响函数外部的数据，因为是同一个引用地址。

下面看看值传递：

![img][img 1]

下面再看看引用传递（这里不用Integer是因为存在自动拆箱，实际还是值传递）：

![img][img 2]

Java 8 lambda表达式本质是**匿名函数**，因此也遵循上述的传递规律，但在设计上为了编程的友好性，因此不允许传递基本数据类型（值传递在函数内部改变了不会影响外面的值，这里注意值传递变量作用域），另外引用类型传递，在外部定义必须是final或者effectively final（只允许被定义一次），是因为传递引用地址，如果多次定义那么引用地址改变了，在lambda表达式内部做操作就没有任何意义；附，在lambda表达式前面也不允许多次定义，是因为lambda表达式设计有异步

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