为什么要了解函数式编程；函数式编程对哪些设计模式产生了影响；如何从数据参数化过渡到行为参数化；策略模式的三种实现方式。

极客架构师——专注架构师成长。

大家好，我是码农老吴。

今天是我的《Java极客》系列分享的第一期。

今天也是2022年的最后一天，经过多天的病毒折磨，刀片桑，咳嗽，浑身无力，都体验了一遍，终于在兔年到来之前，满血复活了。感谢大家的关心，提前一天，祝大家新年快乐，身体健康，职场顺利，万事大吉。

兔年快乐

古朗月行

【作者】李白

小时不识月，呼作白玉盘。

又疑瑶台镜，飞在青云端。

仙人垂两足，桂树何团团。

白兔捣药成，问言与谁餐。

蟾蜍蚀圆影，大明夜已残。

羿昔落九乌，天人清且安。

阴精此沦惑，去去不足观。

忧来其如何，凄怆摧心肝。

分享思路

《Java极客》分享内容

为什么要分享函数式编程

函数式编程包含哪些内容

案例说明-电商后台的商品过滤功能

版本1 硬编码

版本2 数据参数化

版本3 方案1 串行化的多条件过滤

版本3 方案2 并行化的多条件过滤

走出思维死角——行为参数化

版本4 基于策略模式

版本5 基于匿名类的策略模式

版本6 基于Lambda表达式的策略模式

下期预告

参考书籍

《Java极客》分享内容

《Java极客》这个系列，我将分享Java开发相关的几个比较重要的，有一定难度的专题内容，内容主要涉及：函数式编程，泛型编程，并发编程，JVM等。

为什么要分享函数式编程

一个最直接的原因，就是因为函数式编程，对我们目前正在分享的设计模式，其中的好几个设计模式，都产生了比较大的影响，比如策略模式，模板方法模式，观察者模式，责任链模式，工厂模式等等。为了方便大家，更好的学习函数式编程下的设计模式，我决定把Java中的函数式编程功能，系统的分享一下。

函数式编程包含哪些内容

众所周知，Java语言并不是天生的函数式编程语言，只是在新的时代需求下（大数据分析和CPU多核时代），Java语言，特别是Java8，发展出来的，支持函数式编程的新功能。

内容主要包括：行为参数化，Lambda表达式，方法引用，流操作等等。

今天，我们就从行为参数化开始。

案例说明-电商后台的商品过滤功能

电商后台，难免对商品进行各种查询，统计，大多数情况下，通过数据库就可以完成，如果数据量非常大的情况下，还会用上大数据系统。当然，如果具体到店铺级别，一般商品的数量是可控的，量级不会太大（10万级别，不超过百万），直接使用Java集合框架，在内存中直接对商品进行查询，过滤，统计等操作，也是比较简洁，高效的。由于函数式编程的流操作，主要是通过集合框架进行数据操作的。所以我们主要以集合框架对数据进行分析。

商品实体类类图及代码如下：

商品（SKU）类图

package com.geekarchitect.javageek.module001.demo01;

import lombok.Data;

/**
 * @author 极客架构师@吴念
 * @createTime 2022/12/29
 */
@Data
public class SKU {
    private Long id;
    private String name;
    private Long categoryId;
    private String categoryName;
    private Double price;
    private Long shopId;
    private String shopName;
    private int sales;//销售量
    private int stock;//库存量

    public SKU() {
    }

    public SKU(Long id, String name, Long categoryId, String categoryName, Double price, Long shopId, String shopName, int sales, int stock) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.categoryId = categoryId;
        this.categoryName = categoryName;
        this.price = price;
        this.shopId = shopId;
        this.shopName = shopName;
        this.sales = sales;
        this.stock = stock;
    }
}

模拟数据如下：

package com.geekarchitect.javageek.module001.demo01;

import org.assertj.core.util.Lists;

import java.util.List;

/**
 * @author 极客架构师@吴念
 * @createTime 2022/12/29
 */
public abstract class BaseTest {
    List generatorSKU() {
        SKU sku01 = new SKU(1L, "华为MateBook X", 1L, "笔记本", 10000D, 1L, "华为旗舰专卖店", 1000, 1000);
        SKU sku02 = new SKU(2L, "华为MateBook pro", 1L, "笔记本", 11000D, 1L, "华为旗舰专卖店", 1000, 1000);
        SKU sku03 = new SKU(3L, "华为MateBook D", 1L, "笔记本", 12000D, 1L, "华为旗舰专卖店", 1000, 1000);
        SKU sku04 = new SKU(4L, "HUAWEI Mate 50", 2L, "手机", 12000D, 1L, "华为旗舰专卖店", 1000, 1000);
        SKU sku05 = new SKU(5L, "HUAWEI Mate 50 PRO", 2L, "手机", 12000D, 1L, "华为旗舰专卖店", 1000, 1000);
        SKU sku06 = new SKU(6L, "HUAWEI Mate 50E", 2L, "手机", 12000D, 1L, "华为旗舰专卖店", 1000, 1000);
        return Lists.newArrayList(sku01, sku02, sku03, sku04, sku05, sku06);
    }
}

需求1 查询商品分类属于“笔记本”的商品

也就是商品的categoryName属性，属性值为“笔记本”的商品。

版本1 硬编码

SKUService

这版代码，是需求的最直接的体现，整个方法，入参sourceSkuList中包含的是待查询的商品信息，返回值filteredSkuList集合中，包含了符合查询条件的商品。

如果商品的CategoryName equals “笔记本”，就把它添加到结果集合中。

很简单吗，但是除了初学者，大家一般不会这么编码，至少大家能想到，这次要查询“笔记本”，下次可能查询的就是别的了，所以“笔记本”不能硬编码，应该提取为一个参数。

这就要看下版代码了。

测试代码-SKUServiceTest

运行结果

版本2 数据参数化

SKUService

这版代码，比较符合实际工作中的常见编程习惯。把要查询的条件，设置为参数，至少能适应一定的需求变化，但是如果需求查询的不是商品的分类（categoryName），而是别是什么呢，比如价格，我们该如何应对呢。

测试代码-SKUServiceTest

运行结果

略

需求2 查询商品分类属于“笔记本”，价格大于10000的商品

这次我们的查询条件有两个，既要是笔记本，又要是价格大于1万。如何实现这个需求呢，对于两个查询条件。我们该如何处理呢，至少可以有两个思路。

版本3 方案1 串行化的多条件过滤

SKUService

这版本代码，是大多数人能想到的解决方案，两个查询条件，就定义两个参数，过滤的时候，两个条件先后执行。在大多数的情况下，这个方案没有太大问题，但是在多核时代下，这种方案的局限性就很明显，因为不论有多少个条件，每个商品，都必须串行的执行所有的查询条件。如果要发挥多核时代，CPU的性能，就需要尝试下面的思路了（注意，这种解决方案，如果非要支持并发执行也不是不可能，只是相对下面的解决方案，不太方便罢了）

测试代码-SKUServiceTest

版本3 方案2 并行化的多条件过滤

SKUService

多个查询条件，如果要实现并行化的处理，每个查询条件可以独立进行数据过滤。所以，我们实现了两个数据过滤的方法。

测试代码-SKUServiceTest

在我们的测试代码中，我并没有真的并行执行这两个查询条件，而是一个执行完之后，再接着执行另外一个，从性能上看，应该还不如方案1，但是它提供了一种可能性，一种并发处理的可能性。我们自己如果要实现并行化的处理，要么直接编写多线程代码，要么使用线程池，代码都简单不了（我在并发编程的系列分享中，会有相关分享）。后面我们要分享的并行化的流操作，会直接帮助我们完成这个工作。

走出思维死角

前面我们对于两个需求，三个版本的解决方案，里面都存在一个思维定势，那就是数据参数化，我们要根据商品分类和价格查询商品，我们的参数，传递的就是商品分类的名称和价格这两个参数。我们能不能走出这个思维死角，换个思路呢。

我们的查询条件是，商品分类的名称是否等于“笔记本”，价格是否大于“1万”，前面我们的目光都聚焦在“笔记本”和“1万”这些数据上，而忽略了“是否等于”，“是否大于”这两个词，它们代表的是动作，是行为。我们能不能更直接一些，把行为参数化呢。

数据参数化，大家比较好理解，而行为参数化，在面向对象的Java语言中，不太直接，如果我们要传递一个行为（或者说传递一个方法），就只能通过传递对象，来间接的传递方法。

我们看下面的方案。

版本4基于策略模式

接口及类

SKUFilterStrategy：商品过滤接口

CategoryNameFilterStrategy：根据商品分类过滤商品

PriceGreaterThanFilterStrategy：根据价格过滤商品

SKUServiceV2：商品过滤服务类

SKUFilterStrategy接口：商品过滤策略接口，返回值为boolean，表示商品是否符合我们的过滤条件。

CategoryNameFilterStrategy：商品过滤策略，判断商品分类是否属于“笔记本”。

PriceGreaterThanFilterStrategy：商品过滤策略，判断商品价格是否大于1万。

SKUServiceV2：商品过滤服务类

filterSKUByStrategy()方法，根据商品过滤策略，对集合中的商品进行过滤。这里使用了策略模式，使得过滤商品的策略，可以无限的扩展，而这个方法，不需要进行任何修改，真正的符合开闭原则，对扩展开放，对修改关闭。

还有一点，很重要的就是，我们传递的参数SKUFilterStrategy skuFilterStrategy，它是一个对象，而我们在方法中使用的，是这个对象的filter方法。这就是在Java这种面向对象的语言中，需要传递方法（行为）的一种间接的方案，通过传递不同的对象，来实现传递不同的方法。

有没有更直接的方案呢，我们前面定义的CategoryNameFilterStrategy和PriceGreaterThanFilterStrategy，看起来有些大材小用，或者说有些繁琐。

能不能更简单一些，在Java8以前，函数式编程还没有出来之前，我们还有一种选择，那就是匿名类了。

/**
 * @author 极客架构师@吴念
 * @createTime 2022/12/29
 */
public class SKUServiceV2 {
    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(SKUServiceV2.class);

    public List filterSKUByStrategy(List sourceSkuList, SKUFilterStrategy skuFilterStrategy) {
        List filteredSkuList = new ArrayList<>();
        for (SKU sku : sourceSkuList) {
            if (skuFilterStrategy.filter(sku)) {
                filteredSkuList.add(sku);
            }
        }
        return filteredSkuList;
    }
}

测试代码

运行结果

版本5基于匿名类的策略模式

这次我们要使用基于匿名类的策略模式，所以只定义了策略接口，策略实现类一个都没有。

测试代码

由于商品的过滤条件，一般都是临时性的，我们专门定义一个类，有些累赘，而直接使用匿名类，则更直接一些。

但是，大家有没有发现，即使使用了匿名类，代码好像也没简化多少，只不过少了个类名罢了。能不能更简单一些，下面我们的主角就要上场了。

运行结果

版本6基于Lambda表达式的策略模式

这次我们要使用Java函数式编程中的lambda表达式，来实现策略模式，策略接口也是不能少的，策略实现类当然，也不需要。

测试代码

我们的主角登场了，使用了Lambda表达式，代码精简了不少，所有的官样代码都没有了。而且最为重要的一点，就是我们实现了真正的行为参数化，我们在参数中，直接传递的就是方法中的代码片段。而没有传递对象。这就是函数式编程的一个重要特点。那么这里的代码，为什么要这么写，语法是什么样的，还可以怎么写，这就是我们下一期要详细讲解的内容了。

运行结果

下期预告

本期我们从数据参数化到行为参数化，从普通的策略模式，到匿名类的策略模式，再到基于Lambda表达式的策略模式，带领大家走进了Java函数式编程的大门，下期，我们就详细的聊聊Lambda表达式的语法规则，应用技巧以及它的底层原理。

参考书籍

《Java 8 in Action》

《 On Java 8 》