Variable used in lambda expression should be final or effectively final

1、背景
在使用Java8 lambda表达式的时候,会时不时遇到这样的编译报错(Variable used in lambda expression should be final or effectively final),如下图所示:
Variable used in lambda expression should be final or effectively final_第1张图片

从字面上来理解这句话,意思是:lambda表达式中使用的变量应该是final或者有效的final,也就是说,lambda 表达式只能引用标记了 final 的外层局部变量,这就是说不能在 lambda 内部修改定义在域外的局部变量,否则会编译错误
2、报错原因
在lambda表达式中,对于变量的操作都是基于原变量的副本,不会影响原变量的值。假设没有要求lambda外部变量为final修饰,那么开发者就会误认为外部变量的值在lambda表达式中能够被改动,而这一般场景下是不可能的,所以要求外部变量为final,是在编译期间以强制的手段确保用户不会在lambda表达式中修改原变量的值
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
改正后的代码
Variable used in lambda expression should be final or effectively final_第2张图片

3、为什么会有这种规定?
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

  1. 首先思考外部的局部变量finalI和匿名内部类里面的finalI是否是同一个变量?
    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。
  2. 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

4、案例
4.1 lambda表达式&匿名内部类读取外部变量
1、为什么外部变量没有加final修饰
引用类型
Variable used in lambda expression should be final or effectively final_第3张图片

基本数据类型
Variable used in lambda expression should be final or effectively final_第4张图片

结论
无论是引用类型还是基本数据类型,在lambda表达式中都未被修改,而是被读取。根据匿名内部类读取局部变量,局部变量应该加final修饰,但是res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
2、为什么外部变量加了修饰符
Variable used in lambda expression should be final or effectively final_第5张图片

结论
在lambda表达式或匿名内部类中使用的外部变量应该加上final修饰符,因为java 8 新特性导致一些外部变量没有加final修饰符,依然可以在lambda表达式或匿名内部类中使用。但是在外部变量声明的位置和lambda表达式或匿名内部类使用中的一段位置,如果当前外部变量有过修改,那么会导致外部变量的隐式final修饰符被破坏,如果需要在lambda表达式或匿名内部类中使用,就需要final显式声明。
4.2 lambda表达式&匿名内部类修改外部变量
实例变量
Variable used in lambda expression should be final or effectively final_第6张图片

数组
Variable used in lambda expression should be final or effectively final_第7张图片

结论
在Java中,参数之间的传递是值传递,不管是实例变量还是数组,在传递的过程中传递的都是引用,并且引用并没修改(满足Lambda表达式访问外部变量一个非常重要的限制:就是变量不可变),所以当前实例变量的引用依然是隐式final修饰,在lambda表达式中修改的是引用指向的值,并没有修改引用
原子类相当于实例变量,且具备数据一致性

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