这个类库可以帮助你理解Java中的函数式编程

每当JDK发布了新版本就有同学说“你发任你发，个类我用Java 8”，帮助可在工作中有不少人依然不太擅长使用Java8的理解新特性，而这些特性往往让Java不再“臃肿”。函数不过我个人认为Java8所有的式编新特性中最具有代表性的一定是函数式编程。有人会说这种风格太抽象难懂了，个类当你熟练掌握这种设定之后，帮助你一定会感到很香。理解慢慢地你也会领会到函数式编程的函数魅力和精髓。今天介绍一个函数式Java工具包，式编它表现了很多优秀的个类函数式编程思想。以前介绍的帮助熔断降级组件Hystrix的替代品resilience4j就基于vavr库。

Vavr

Vavr是理解一个Java8函数库，它运用了大量的函数函数式编程范式。创造性地封装了一些持久性的式编数据结构和函数式控制结构。而且从中可以学到很多有用的编程思想。

可观察的副作用

我们的代码中经常会出现一些看不见的陷阱，从代码语义中这些陷阱是无法被观察的服务器托管。例如

int divide(int a, int b){   return a/b; } 

我们知道a/b会得到一个整数，但是却不能从代码上明确地知道如果b=0将会抛出java.lang.ArithmeticException异常;而如果是a+b则不会带来任何副作用。所以我们需要让这种副作用是可观察的。对于这一点Vavr做出了一种设计：

Try<Integer> divide(Integer a, Integer b) {      return Try.of(() -> a / b); } 

将可能的副作用封装到一个容器中，明确了可能的失败，当你看到返回的是Try时，就意味着结果可能“并不顺利”，以便于针对性地进行预防。

不可变的数据结构

很多语言都在使用不可变的数据结构，比如Golang、Kotlin。主要原因是不可变的值：

本质上是线程安全的，因此不需要同步 对于equals和hashCode是可靠的 不需要克隆 在非受检unchecked类型转换中是类型安全的 对于函数式编程来说不可变值是最透明的源码库

为此Vavr设计了一个集合类库，旨在代替Java中的集合框架。Vavr 的集合库包含一组丰富的函数式数据结构，这些数据结构建立在 lambdas 之上。它们与 Java 原始集合共享的唯一接口是Iterable。这些数据结构是持久性的，一旦初始化本身就不可改变，你可以使用一些操作来返回更改后的副本。例如经典的数据结构单向链表：

// 1   2  3 List<Integer> source = List.of(1, 2, 3); 

如果我们将一个新元素0放在原始链表尾部的前面

//  0  2  3 List<Integer> newHeadList = source.tail().prepend(0); //  1  2  3 System.out.println(source); 

原始链表保持不变，新的链表大小保持不变元素被替换了。当然你可以使用其它API来生成一个大小变化的副本，不过可以肯定的是原始的链表一定不会发生改变。

// 0 1 2 3 List<Integer> prepend = source.prepend(0); // 1 2 3 0 List<Integer> append = source.append(0); 

这只是其中的一部分编程思想，接下来我将介绍Vavr的一些特色。

Vavr的服务器租用一些特色

Vavr提供了一些非常有用的而且有特色的API。

元组

熟悉Python的同学对元组(Tuple)一定不陌生。元组将固定数量的元素组合在一起，以便它们可以作为一个整体传递。与数组或列表不同，元组可以包含不同类型的对象，但它也是不可变的。目前Vavr提供了最多8个元素的元组结构。

// (felord.cn, 22) Tuple2<String, Integer> java8 = Tuple.of("felord.cn", 22);  // felord.cn String s = java8._1;  // 22 Integer i = java8._2; 

这个可以用来模拟Java中不具有的多返回值的特性。

Function

Java本身提供了Function接口，但是Vavr则提供了更加丰富的Function扩展，例如可以组合多个Function

Function1<Integer, Integer> multiplyByTwo = a -> a * 2; Function1<Integer, Integer> compose = multiplyByTwo.compose(a -> a + 1); // 6 Integer apply = compose.apply(2); 

除此之外，还可以让潜在的副作用降级(lift)，有点类似于微服务的熔断，以避免在函数执行中处理异常

Function2<Integer, Integer, Integer> divide = (a, b) -> a / b; // 降级  Function2<Integer, Integer, Option<Integer>> safeDivide = Function2.lift(divide); // 返回一个加强版的Optional Option<Integer> apply = safeDivide.apply(1, 0); boolean empty = apply.isEmpty(); // true System.out.println(empty); 

还有派生操作：

Function2<Integer, Integer, Integer> divide = (a, b) -> a / b; Function1<Integer, Integer> a = divide.apply(4); Integer apply = a.apply(2); 

这有点类似于柯里化，当我们用到更多入参时柯里化才更加明显：

Function3<Integer, Integer, Integer, Integer> sum = (a, b, c) -> a + b + c; final Function1<Integer, Function1<Integer, Integer>> add2 = sum.curried().apply(1); Integer apply = add2.apply(2).apply(3); 

猜一猜答案是几?

带有特性的值容器

这个不太好用中文说明，有一些值带有独特的性质，比如开头提到的Try,用来显式表明可能遇到异常。Vavr提供了很多具有独特性质的值容器。

Option

类似Optional，但是比Optional更加强大。

Lazy

Lazy是一个惰性计算的容器，表示当使用时才去计算且只计算一次。

Lazy<Double> lazy = Lazy.of(Math::random); lazy.isEvaluated(); // = false lazy.get();         // = 0.123   lazy.isEvaluated(); // = true lazy.get();         // = 0.123  // 需要使用数据时才从数据源加载 Data lazyData = Lazy.val(DataSourceService::get, Data.class); 

其它还有一些非常有用的容器，你可以尝试它们。

模式匹配

函数式编程语言大都支持模式匹配，同为JVM语言的Scala中就有这种特性，而Java目前是没有的。可以有效地帮助我们减少if-else，举个例子：

public static String convert(int input) {        String output;       if (input == 1) {            output = "one";       } else if (input == 2) {            output = "two";       } else if (input == 3) {            output = "three";       } else {            output = "unknown";       }       return output;   } 

你就说吧，绕不绕?，Vavr就清爽多了。

public static String vavrMatch(int input) {       return Match(input).of(              Case($(1), "one"),              Case($(2), "two"),              Case($(3), "three"),              Case($(), "unknown")      );  } 

当然还有其它一些玩法需要你自己去发现。

总结

函数式编程作为Java8最大的一个亮点(个人认为)，对于习惯于传统OOP编程的开发者来说确实不容易接受。你不妨从Vavr类库入手去学习函数式编程的思想。今天介绍的只是它很少的一部分，还有更多等着你去发现、去借鉴。忘记说了，如果你想在项目中引用它，可以引入下面这个坐标：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.vavr/vavr --> <dependency>     <groupId>io.vavr</groupId>     <artifactId>vavr</artifactId>     <version>0.10.3</version> </dependency> 

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