java闭包详解

一、为什么需要闭包。

• 闭包的价值在于可以作为函数对象或者匿名函数，持有上下文数据，作为第一级对象进行传递和保存。
• 闭包广泛用于回调函数、函数式编程中。

二、JAVA中的闭包。

在JAVA中，闭包是通过“接口+内部类”实现，JAVA的内部类也可以有匿名内部类。

1、内部类。

在JAVA中，内部类可以访问到外围类的变量、方法或者其它内部类等所有成员，即使它被定义成private了，但是外部类不能访问内部类中的变量。这样通过内部类就可以提供一种代码隐藏和代码组织的机制，并且这些被组织的代码段还可以自由地访 问到包含该内部类的外围上下文环境。

public class DemoClass{
    private int length =0;

    private class InnerClass implements ILog
    {
        @Override
        public void Write(String message) {          
            System.out.println("DemoClass.InnerClass:" + length);
        }
    }

    public ILog logger() {
        return new InnerClass();
    }

    public static void main(String[] args){
        DemoClass demoClass = new DemoClass();
        demoClass.logger().Write("abc");

        //new
        DemoClass dc = new DemoClass();
        InnerClass ic = dc.logger();
        ic.Write("abcde");
    }
}

从上可见，InnerClass是定义在DemoClass内部的一个内部类，而且InnerClass还可以是Private。

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• 如何通过this显式引用外围类的变量？ * 通过此格式进行引用：{外围类名}.this.{变量名称}。如：

DemoClass.this.length = message.length();

2、局部内部类。

　　局部内部类是指在方法的作用域内定义的的内部类。

public class DemoClass2 {
    private int length =0;

    public ILog logger() {
        //在方法体的作用域中定义此局部内部类
        class InnerClass implements ILog
        {
            @Override
            public void Write(String message) {
                length = message.length();
                System.out.println("DemoClass2.InnerClass:" + length);
            }
        }
        return new InnerClass();
    }
}

因为InnerClass类是定义在logger()方法体之内，所以InnerClass类在方法的外围是不可见的。

3、匿名内部类。

　　顾名思义，匿名内部类就是匿名、没有名字的内部类，通过匿名内部类可以更加简洁的创建一个内部类。

public class DemoClass3 {
    private int length =0;

    public ILog logger() {
       return new ILog() {
            @Override
            public void Write(String message) {
                  length = message.length();
                  System.out.println("DemoClass3.AnonymousClass:" + length);
            }
       };
    }
}

由此可见，要创建一个匿名内部类，可以new关键字来创建。

• 格式：new 接口名称(){}

• 格式：new 接口名称(args…){}

4、final关键字。

闭包所绑定的本地变量必须使用final修饰符，以表示为一个恒定不变的数据，创建后不能被更改。

public class DemoClass4 {
    private int length =0;

    public ILog logger(int level) {//final int level
        //final
        final int logLevel = level+1;

        switch(level)
        {
            case 1:
                return new ILog() {
                    @Override
                    public void Write(String message) {
                        length = message.length();
                        System.out.println("DemoClass4.AnonymousClass:InfoLog "　+ length);
                        System.out.println(logLevel);
                    }
                };    
            default:
            return new ILog() {
                @Override
                public void Write(String message) {
                    length = message.length();
                    System.out.println("DemoClass4.AnonymousClass:ErrorLog " + length);
                    System.out.println(logLevel);
                }
            };

        }
    }

    public static void main(String[] args){
        DemoClass4 demoClass4 = new DemoClass4();
        demoClass4.logger(1).Write("abcefghi");
    }

}

从例子中可以看到，logger方法接受了一个level参数，以表示要写的日志等级，这个level参数如果直接赋给内部类中使用，会导致编译时错误，提示level参数必须为final，这种机制防止了在闭包共享中变量取值错误的问题。解决方法可以像例子一样在方法体内定义一下新的局部变量，标记为final，然后把参数level赋值给它：

  final int logLevel = level ;
  //或者直接参数中添加一个final修饰符：
  public ILog logger(final int level {

5、实例初始化。

匿名类的实例初始化相当于构造器的作用，但不能重载。

    public ILog logger(final int level) throws Exception {

        return new ILog() {
            {
                //实例初始化，不能重载 
                if(level !=1)
                    throw new Exception("日志等级不正确！");
            }

            @Override
            public void Write(String message) {
                length = message.length();
                System.out.println("DemoClass5.AnonymousClass:" + length);
            }
        };
    }

匿名内部类的实例初始化工作可以通过符号 {…} 来标记，可以在匿名内部类实例化时进行一些初始化的工作，但是因为匿名内部类没有名称，所以不能进行重载，如果必须进行重载，只能定义成命名的内部类。

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三、闭包的问题。

1. 让某些对象的生命周期加长。
   让自由变量的生命周期变长，延长至回调函数执行完毕。
2. 闭包共享。
   final关键字

interface Action
{
    void Run();
}

public class ShareClosure {

    List list = new ArrayList();

    public void Input()
    {
        for(int i=0;i<10;i++)
        {
            final int copy = i;
            list.add(new Action() {    
                @Override
                public void Run() {
                    System.out.println(copy);
                }
            });
        }
    }

    public void Output()
    {
        for(Action a : list){a.Run();}
    }

    public static void main(String[] args) {
        ShareClosure sc = new ShareClosure();
        sc.Input();
        sc.Output();

    }

}

这个例子创建一个接口列表List ，先向列表中创建 i 个匿名内部类new Action()，然后通过for遍历读出。

因为 i 变量在各个匿名内部类中使用，这里产生了闭包共享，java编译器会强制要求传入匿名内部类中的变量添加final

关键字，所以这里final int copy = i;需要做一个内存拷贝，否则编译不过。(在c#中没有强制要求会导致列有被遍历时

始终会取 i 最大值，这是因为延迟执行引起的)