Java的函数式编程（三）

effectively final

当我们写以下代码的时候，Java编译器会报错

Integer a= 0;
if(true){
    a=1;
}
Supplier r = () ->  a;
r.get();

原因是a变量进行了二次赋值，而Java编译器禁止这种行为。即使你这么写

Integer a= 0;
Supplier r = () ->  a;
r.get();
if(true){
    a=1;
}

对不起，编译器依然禁止这种行为。 这就很挠头了，我在进入Supplier之前，a已经不可能发生变化了。不管是第一种写法还是第二种写法。在Lambda中为什么不能理解是对于这个代码片段是不可变了？

不可变性

为什么FP编程强调不可变？从根源上来说，FP编程源自Lambda演算法，本质是在用数学的方式描述去描述计算。比如函数

Integer a= 0;
// 中间省去一堆，但是a不能被重新赋值
Function<Integer, Integer> add = a -> a+1;
System.out.println(add.apply(1));

本质是在描述 +1 这个变换关系。这是确定的，所以1对应2，2对应3。这个关系不能发生变动。你肯定不希望输入2的到的结果是4。指令式的变动则不同，它通过修改对象的状态，来描述这一计算：

Integer a= 0;
// 中间省去一堆，但是a可以被重新赋值
a=a+1;
System.out.println(a);

但是数学是数学，工程实践可能就是另外一回事了。Js和Python就允许。所以就必须说下保持不可变可以带来的好处是什么了。 （注意，下面开始add函数将只是一个函数，它内部不一定只是一个+1操作，可能是+1 -1 +1，也可能是其它什么，唯一不变的是它是稳定的，一个稳定的输入，对应一个稳定的输出）

• 记忆化 好现在我继续以上文的add函数来看：

  输入1->输出2；
  输入2->输出3；
  ...
  输入2147483647->输出-2147483648；
  

  所以，你也可以认为add函数就是一个有限的元组集合：

  Pair.of(1,2);
  Pair.of(2,3);
  ...
  Pair.of(2147483647,-2147483648);
  

  实际数学上也可以把数据的函数，视作有序对。 既然输入1就固定输出2，这就意味着，第一次计算之后，我们就可以把这个映射缓存起来。后续我就不再需要进行任何计算，这就是记忆化了。 如果函数内部存在可以被改变的状态，这个基础就崩塌了。你需要为这个记忆化引入更多的概念，脏读，缓存更新，锁等等等。
• 天然的并发 不论我用多少个进程来对add函数进行求值。

  输入1->输出2；
  输入2->输出3；
  ...
  输入2147483647->输出-2147483648；
  

  你不需要为了稳定的输出，而去进行加锁这种操作。它和求值的时间无关。如果你以命令式的代码去进行并发，那么锁就是你必须考虑的了，它引入了更多的复杂度。什么排他锁，共享锁，你要为了可变值，在并发中引入一堆概念。

如果你支持Js这类允许值可变，可以。但是代价是，你要么接受计算的结果不稳定，要么你要引入更多的工具来对抗不稳定。

延迟计算

好，明白了不可变的好处，回到一开始挠头的问题：进入Supplier之前，a已经不可能发生变化了。为什么Java编译器不允许。

从工程实践的角度来看，大家可以知道Java通过invokedynamic + LambdaMetafactory来实现的。这就意味着，从代码编写的角度看a赋值和r的运行是在同一个代码段内，有先后顺序的。但在编译完的实现角度来看，r实际上留着代码中的，只有引用了。编译后的代码实际是不知道，什么时候会执行r的。而a是确认进行了两次赋值的。站在编译器的角度来看。变量a不稳定。但是它也带来了第二个好处，延迟计算，只有当确定要计算它的时候，它才会被计算（当然我们的例子是确定会被计算的，但是其它场景就不一定了比如异步，比如Optional的orElseGet）。

从FP编程的角度来看，这也是第一期我们讲的那个概念的一个很好的体现，OOP抽象数据，FP抽象行为。既然行为被抽象了，自然是可以在被需要的时候才进行调用，不需要的时候就无人访问。

总结

我们从effectively final出发，引出了如何看待不可变性性和延迟计算。回落到Java的工程实践选择，可以清晰的回答一开始挠头的问题了。那么扩散出去，effectively final也并非不可绕过，不可变性也并非必然遵守，Java中你也可以通过List，AtomicInteger这种包装，让编译器无从判断值是否变化（保持引用不变）。但是知道这深层的逻辑，你要知道，绕过与否，反应的是你对代码的取舍理解，而不是为了不让编译器报错。不论是Java，或Js其它的什么。

待续。。。