綜述
下面以一個常見的需求為例，分析Java 8的函數式編程與常規的面向對象式編程的不同之處。函數式編程和面向對象式編程最根本的不同之處在於，在面向對象的世界，函數功能不能獨立於數據而存在，一個函數功能必須存在於一個包含數據的對象中，服務於特定的數據。也就是說，在面向對象時，對象是編程的最小單元，而一個對象將數據和作用於該數據的函數功能打包成一個整體，數據和函數是不可分割的一部分。此時函數只能為該數據服務，而該數據一般也只能使用定義於其上的函數。而這種函數與數據的結合其實是加深了數據和功能的耦合性。對於編程來說，緊耦合意味着不靈活和低泛化能力。
面向對象的編程中的諸多設計原則如面向接口編程原則，擴展大於繼承的原則等都是為了降低對象間的耦合程度而努力。但面向對象編程是有原罪的，它從出生的那一刻起就將數據和函數綁定到一起。這一點決定了面向對象編程不可能做到徹底的解耦。而函數式編程的目的是將解偶進行到底。他要徹底的解耦。他要做的就是將數據和函數分開，函數是函數，數據是數據，沒必要非得在一起。在函數式編程的世界，函數和數據是對等的位置，都作為最小的單元而出現。我的數據可以選擇A函數來提供服務，也可以選擇B函數來提供服務。我的函數不僅可以給C數據提供服務，也可以給D數據提供服務。我可以按我的需求來隨意組合數據和函數，打破在面向對象式編程的世界中數據與函數綁定規則，擁抱更自由的世界。
在java上談論函數式編程對有些人來說是一件可笑的事情，因為java從本質上說面向對象的，你不管如何給一只猴子化妝，他也變不成人。但是對有些不怎么挑剔的觀眾來說，只要化妝的技術足夠高超，就可以把猴子當作人來看。他們（包括我）認為，通過對java現有技術的組合，可以實現對函數式編程的一些我們喜歡的特性的模擬，享受函數式編程的快樂和便利。基於此，java8推出Function包，可以一定程度上讓我們感受函數式編程的快樂。關於Function包的使用，可以參看Java 8 Consumer、Supplier、Predicate、Function。
言歸正傳，進入今天的主題。我們通過一個常見的需求，來在討論函數式編程和面向對象式編程的思想下，分別會有什么樣的應對方法。
需求案例
傳入一個Long型的id List, 將其轉換成加上特定前綴后綴的id key。如id為1對應的id key為 Number_01_cache_key
面向對象編程
面向對象編程，就需要我們把數據(id List)和對數據的操作(convert函數的邏輯)放到同一個對象中去, 因此像下面這樣的操作是典型的面向對象的編程過程:
DetailReader_Object_way.java
package ObejectProgramming;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @author longxingjian
* Created on 2020-01-14
*/
public class DetailReader_Object_way {
private List<Long> ids;
public DetailReader_Object_way(List<Long> ids){
this.ids = ids;
}
public List<String> convert(){
String format = "Number_%s_CACHE_KEY";
List<String> convertedCacheKeys = new ArrayList<>();
for(Long id:ids)
convertedCacheKeys.add(String.format(format,id));
return convertedCacheKeys;
}
}
如上將對id的轉換邏輯寫到convert操作中，這里面的轉換邏輯只為本類的ids數據服務，且本類的ids數據只能使用convert操作中定義的轉化邏輯。一旦我們的轉換邏輯發生了變更，我們也必須修改業務代碼。
下面是測試函數:
ObjectProgrammingTest.java
package ObejectProgramming;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.junit.Test;
/**
* @author longxingjian
* Created on 2020-01-14
*/
public class ObjectProgrammingTest {
@Test
public void objectProgrammingTest(){
List<Long> ids = new ArrayList<>();
ids.add(1L);
ids.add(2L);
DetailReader_Object_way detailReader = new DetailReader_Object_way(ids);
List<String> cacheKeys = detailReader.convert();
for (String s : cacheKeys) {
System.out.println(s);
}
}
}
結果：
函數式編程
函數式編程的目標是解藕數據和函數服務。在java中對象是提供服務的最小單元，因此一個折衷的辦法是，我們定義某一種服務，它只提供類似函數的單一服務，並且以對象傳遞的形式發送給另一個對象使用，好像我們把這個函數服務單獨發送過去了一樣，至於接收者怎么使用，那是他們的事情了。
對於函數式的服務, 在java中由於語言的要求必須以一個對象的形式提供，且我們要求它提供單一的服務，只做一件事，這個功能由java8的Funciton包為我們實現。Function對象的公開方法只有一個apply方法，這個對象作為這種服務的容器來使用。話不多說，來看代碼:
DetailReader_Functional_Way.java
package FunctionalProgramming;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.function.Function;
import java.util.stream.Collectors;
/**
* @author longxingjian <longxingjian@kuaishou.com>
* Created on 2020-01-14
*/
public class DetailReader_Functional_Way {
private Function<Long, String> cacheKeyFormatter;
private List<Long> ids;
public DetailReader_Functional_Way(Function<Long, String> function, List<Long> ids) {
this.cacheKeyFormatter = function;
this.ids = ids;
}
public List<String> convert() {
List<String> convertedCacheKeys = ids.stream().map(cacheKeyFormatter).collect(Collectors.toList());
return convertedCacheKeys;
}
}
這個對象雖然也有一個convert方法，但是我們看到這個方法沒有任何的轉換邏輯，它的轉換邏輯是通過調用cacheKeyFormatter來實現的，而cacheKeyFormatter正是與數據ids一起定義在開頭的一個成員，他是一個Function對象，從泛型中可以看出這個函數式對象提供的函數功能是輸入Long型輸出String型。
里看看這個對象是怎么傳入的:
CacheKeyTest.java
package FunctionalProgramming;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.junit.Test;
/**
* @author longxingjian
* Created on 2020-01-14
*/
public class CacheKeyTest {
@Test
public void cacheKeyTest() {
List<Long> ids = new ArrayList<>();
ids.add(1L);
ids.add(2L);
DetailReader_Functional_Way detailReader = new DetailReader_Functional_Way(CacheKeyProvider::getCacheKey, ids);
List<String> convertedKeys = detailReader.convert();
for (String key : convertedKeys) {
System.out.println(key);
}
}
}
注意看DetailReader_Functional_Way detailReader = new DetailReader_Functional_Way(CacheKeyProvider::getCacheKey, ids);
這里我們通過函數指針為Function對象傳入了CacheKeyProvider 的成員函數getCacheKey。
來看看CacheKeyProvider對象是如何定義的:
CacheKeyProvider.java
package FunctionalProgramming;
/**
* @author longxingjian
* Created on 2020-01-14
*/
public class CacheKeyProvider {
final static String CACHE_KEY = "Number_%S_CACHE_KEY";
public static String getCacheKey(Long id) {
return String.format(CACHE_KEY, id);
}
}
運行CacheKeyTest.java：
梳理上述過程，我們發現java函數式編程的結果是通過提供一種特殊的對象--只提供一種服務的對象來實現對函數式編程的模擬。這種方式雖然也是在對象層面的解耦，但也實實在在的將數據與操作分離開來。在上面的實現中，我們可以通過在CacheKeyTest.java傳入不同的函數指針而使用不同的函數邏輯，而不需要去修改DetailReader_Functional_Way.java中的業務代碼。在DetailReader_Functional_Way.java中，處理邏輯和被處理的數據是放在對等的位置的。