java的内部类以及lambda表达式

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-12-06 12:52 161阅读 0赞

## 内部类 ##

内部类是指在一个外部类的内部再定义一个类。内部类的出现，再次打破了Java单继承的局限性。

内部类可以是静态 static 的，也可用 public，default，protected 和 private 修饰。（而外部顶级类即类名和文件名相同的只能使用 public 和 default）。

**注意：内部类是一个编译时的概念，一旦编译成功，就会成为完全不同的两个类。**

对于一个名为outer的外部类和其内部定义的名为inner的内部类。\*\*编译完成后出现 outer.class 和outer$inner.class 两类。\*\*所以内部类的成员变量/方法名是可以和外部类的相同的。

### 1 成员内部类 ###

也就是普通的内部类，它在外部类里面一层。

*  成员内部类可以访问外部类的所有成员和方法；
 *  外部类要访问成员内部类的成员和方法需要通过实例对象来访问；
 *  **成员内部类不能含有 static 的变量和方法**。
    
    > 想一想，非static的内部类，在外部类加载的时候，并不会加载它；可是你这个内部类却拥有 static 的变量和方法，这是必须先加载的，就会和这个内部类的加载时机冲突
    
    事实上，这种写法编译器就能提示错误：

![在这里插入图片描述][20200913154542561.png_pic_center]

具体的使用方法，参考如下代码及注释：

public class Outer{
        
        private int outi = 0;//外部类的成员
        //外部类的方法
        public void outPrint(){
        
            System.out.println("out");
        }
        //成员内部类
        class Inner{
        
            int ini = outi + 1;//内部类可以访问外部类的成员变量
            public void inPrint(){
        
                outPrint();//内部类可以访问外部类的成员方法
                System.out.println("in");
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Outer outer = new Outer();
            //这里因为main是静态方法，访问非静态的 Inner对象需要一个Outer对象
            Inner inner = outer.new Inner();
            inner.inPrint();//外部类访问内部类的成员方法
            System.out.println(inner.ini);//外部类访问内部类的成员变量
        }
    }

### 2 静态内部类 ###

解决普通的成员内部类不能含有 static 成员的问题，就是将**成员内部类声明为 static** 。

可以这么说：**静态内部类只能访问其外围类的静态成员，除此之外与非静态内部类没有任何区别。**

静态内部类相当于一个逻辑上可以独立出去的类，不过放在了内部而已。

*  静态内部类不依赖于外部类的加载。（根据是否使用去加载，相当于内外平行的关系。）
 *  静态内部类不能直接访问外部类的非静态成员。（因为外部类加载的时候非静态成员是没有加载的，除非实例化之后）

对比普通成员内部类的代码如下：

public class Outer{
        
        private int outi = 0;//外部类的成员
        //外部类的方法
        public void outPrint(){
        
            System.out.println("out");
        }
        //静态成员内部类
        static class Inner{
        
            Outer outer = new Outer();
            int ini = outer.outi+1;//只能通过实例
            //int ini = outi + 1;//不能访问外部类的普通成员变量
            public void inPrint(){
        
                outer.outPrint();//只能通过实例
                //outPrint();//不能访问外部类的普通成员方法
                System.out.println("in");
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Inner inner = new Inner();//可以直接new出来，因为相当于是两个独立的类
            inner.inPrint();
            System.out.println(inner.ini);
        }
    }

对于静态内部类来说，我们的感受会更加明显，既然两个类都没什么关系了，为什么还要放在内部作为一个内部类呢？

其实就是为了某一些层级关系，当 Inner 的使用范围很小，适用于包含在 Outer 类当中，但又不依赖于外在的类，就这么写，同时还能够让代码的类间层级关系更加清晰，而不用重新放在另一个文件。

### 3 局部内部类 ###

局部内部类，是指内部类定义在**方法内部**，或者**某一个作用域里**的类。

*  局部内部类只能在方法里面实例化，外面就不行了；
 *  局部内部类访问外部方法的变量，这个**变量必须有 final 修饰。**

例如下面的代码：

class Outter{
         
        public void outMethod(){
         
            final int i=0; 
            class Inner{
         
                //使用i 
            } 
     
            Inner in=new Inner(); 
        } 
    }

很明显，和普通的成员内部类是一样的定义，但是这里强调的特殊点：i 为什么必须是 final 的呢?

原因是：

*  当 JVM 运行到需要创建 Inner 对象之后，Outter 类已经全部运行完毕，那么垃圾回收机制是有可能释放掉局部变量 i 的，而如果按照普通的成员内部类的定义，i 应该可以访问才对，那这个问题需要一个约束，所以编译器解决了这个问题，他会在 Inner 类中创建了一个 i 的备份；
 *  那么就会有新的问题，外部类的 i 变化的时候，内部类的 i 要一致才行；
 *  因此不得不规定死这些局部域必须是常量，必须用 final 修饰，保证数据的一致。

### 4 匿名内部类 ###

#### 4.1 匿名内部类 ####

当一个**局部内部类**没有名字，这就是匿名内部类。

*  实现的方式是**建立一个带内容的外部类、或者接口的子类匿名对象**。
 *  **和普通的局部内部类又不同，访问外部方法的变量，这个变量可以不是final修饰**。（jdk1.8之后）

比如我们常见的两种

public static void main(String[] args) {
        
            //第一种方式
            new Thread(){
        
                @Override
                public void run() {
        
                    System.out.println("内部类输出……");
                }
            }.start();
            //第二种方式
            new Thread(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
                    System.out.println("内部类输出……");
                }
            }).start();
        }

*  第一种方式就是，建立了一个带内容的外部类，重写了它的方法，但是这个类我们没有起名字，而是直接创建了一个实例；
 *  第二种方式就是通过实现一个接口，实现对应的方法，同样，这个实现类我们也没有起名字，而是直接创建了一个实例。

正是因为上面所说的，**匿名内部类可以访问外部的变量**，而且不用是 final ，同理**也可以持有外部类的引用**，这种情况都可能会导致**内存泄漏**问题。

> 外部类的生命周期到了，但是却因为内部类持有者外部类的引用，所以导致外部类无法被回收，造成内存泄漏。

解决方案就是：

*  使用静态内部类，并且不要持有外部类的引用，如果要调用外部类方法或使用外部类属性，可以使用弱引用（前面说过，静态内部类是和外部类平行的，弱引用会安全）。

#### 4.2 匿名内部类和 lambda 表达式 ####

从 java 8 开始，引入了 Lambda 表达式，将代码块作为参数使用更简洁的代码来**创建只有一个抽象方法的接口（这种接口被称为函数式接口）的实例**。

仍然用上面的匿名内部类的代码作为示例：

public static void main(String[] args) {
        
    		new Thread(()-> System.out.println("内部类输出")).start();
        }

可以看出，lambda 表达式代替匿名内部类的时候，lambda 代码块写的是**代替实现抽象类的方法体**，总结一下lambda表达式的语法主要由三部分构成：

*  **形参列表**，如果只有一个参数可以省略括号，当无参数类型时可以使用（）或者obj来代替。
 *  **箭头 ->**
 *  **代码块**部分，如果代码只有一行则可以省略掉花括号，不然使用花括号将lambda表达式的代码部分标记出来。

写法方面，我们再自己定义一个接口，然后写一下 lambda 式有参数的情况：

//自定义接口
    interface Origin{
        
        int sum(int a, int b);//待实现方法，有参数
    }
    
    public class LambdaTest {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //写法1：使用lambda表达式实现接口
            Origin o = (int a, int b)-> {
        
                return a+b;
            };
            
            //写法2：省略参数类型
            Origin o1 = (a, b)->{
        
                return a+b;
            };
            
            //写法3，省略花括号（只适用于方法实现只有一行的情况）
            Origin o2 = (a, b)-> a+b;
            
            System.out.println(o.sum(100,100));
        }
    }

#### 4.3 java 的四种引用类型 ####

1.  **强引用**：
    
    最常见的普通对象引用，只要还有强引用指向一个对象，说明那个对象还活着，垃圾回收不会回收这种对象；
2.  **弱引用**：
    
    垃圾回收器一旦发现**只**具有弱引用的对象，不管当前内存空间是否足够，**都会回收他的内存**。（即使弱引用被其他强引用引用，还是会被回收）
3.  **软引用**：
    
    如果一个对象只具备软引用，如果内存空间足够，那么 JVM 就不会 GC 它，如果**内存空间不足了，就会GC该对象**。
4.  **虚引用**：
    
    如果一个对象只具有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，随时会被JVM当作垃圾进行GC。

**不会被回收的情况？**

强引用，只要还存在强引用就不会被回收。

关于强引用和弱引用带来的问题， 最明显的就在 ThreadLocal 的使用上。

[20200913154542561.png_pic_center]: /images/20221123/cbfd6cb2fcd248738dd6a9d88bb73f57.png