面试官问：说说你对Java函数式编程的理解

常见的面试问题

总结一下，在Java程序员的面试中，经常会被问到类似这样的问题：

1. Java中的函数式接口是什么意思？
2. 注解 @FunctionalInterface 的作用是什么？
3. 实现一个函数式接口有哪几种方式？
4. lambda表达式和匿名内部类有什么区别？
5. Java中的方法引用有哪几种形式？
6. 能说说你对 Stream 接口中的 map 和 reduce 方法的理解吗？
7. Stream并行编程的底层实现用了什么多线程框架？
8. 能说说 Stream 并行编程的适用场景以及注意事项吗？
9. ConcurrentHashMap中，有哪些方法具备原子性？
10. 为什么在lambda表达式中引用外部变量时，要求外部变量是final的？怎么绕开这个限制？

问题答案

1. Java中的函数式接口是什么意思？

只有一个抽象方法的接口都属于函数式接口。英文术语为 Functional Interface 。

1. 注解 @FunctionalInterface 的作用是什么？

@FunctionalInterface 主要是告诉编译器它修饰的接口是一个函数式接口，如果接口的定义不符合函数式接口的规范，那么在编译阶段就会报错。当然，我们也可以不加这个注解，对代码的使用没有任何影响。

1. 实现一个函数式接口有哪几种方式？

有3种方式：

• 通过一个类来实现，包括常规的类和匿名内部类
• 通过lambda表达式来实现
• 通过方法引用来实现

1. lambda表达式和匿名内部类有什么区别？

匿名内部类本质是一个类，只是不需要程序员显示指定类名，编译器会自动为该类取名。而 lambda 表达式本质是一个函数，当然，编译器也会为它取名。在JVM层面，匿名内部类对应的是一个 class 文件，而 lambda 表达式对应的是它所在主类的一个私有方法。

1. Java中的方法引用有哪几种形式？

有4种形式：

• object::instanceMethod 对象 + 实例方法
• ClassName::staticMethod 类名 + 静态方法
• ClassName::new 类名 + new关键字，构造方法引用
• ClassName::instanceMethod 类名 + 实例方法

1. 能说说你对 Stream 接口中的 map 和 reduce 方法的理解吗？

map方法的作用是遍历Stream中的每个元素，将每个元素映射为另一个元素。map，来源于数学中的概念函数映射。

reduce方法的作用是使用指定的计算逻辑，将多个元素逐个计算处理，最终得到一个结果。简单来说，reduce的过程就是将多个元素转换为一个最终结果。典型的包括将多个数字累加得到一个和，或者累乘得到一个积，或者将多个元素汇总起来得到一个ArrayList。

1. Stream并行编程的底层实现用了什么多线程技术？

使用了 ForkJoinPool 技术。ForkJoinPool是Java 7引入的用于并行执行的任务框架，核心思想是将一个大任务拆分成多个小任务（即fork），然后再将多个小任务的处理结果汇总到一个结果上（即join）。此外，它也提供基本的线程池功能，譬如设置最大并发线程数，关闭线程池等。

1. 能说说 Stream 并行编程的优点和局限性吗？

一般来说，在web应用中不推荐使用 Stream 的并行编程接口，因为 Stream 并行编程的底层是基于 ForkJoinPool ，而 ForkJoinPool 的工作线程数是在虚拟机启动时指定的，如果 Stream 并行执行的任务数量过多或耗时过多，甚至会影响应用程序中其它使用 ForkJoinPool 的功能。

但如果是在某些任务单一、能确保不影响其它任务的场景中，使用 Stream 并行编程能带来编码上的便利性：即使数据源不是线程安全的，通过 Stream 并行编程，也能轻松写出多线程并行处理任务的代码，不需要考虑加锁。

1. ConcurrentHashMap中，有哪些方法具备原子性？

有4个方法具备原子性：

• compute
• computeIfAbsent
• computeIfPresent
• putIfAbsent

原子性的含义是说：从“判断 ConcurrentHashMap 是否存在指定的key”开始，然后“计算对应的value”，最后“向 ConcurrentHashMap 写入value”，这一系列的操作是一个原子性的过程 —— 就像加了锁一样，整个过程不会被别的线程打断。

1. 为什么在lambda表达式中引用外部变量时，要求外部变量是final的？怎么绕开这个限制？

在lambda表达式中引用外部变量，会形成一个闭包，在多线程环境下，容易导致线程安全问题，防不胜防。因此，Java规定了，在lambda表达式内部引用外部变量的话，必须是final的，即不可变对象，只能赋值一次，不可修改。

但是，我们可以通过将该外部变量声明为一个数组或一个类（包括容器类）就可以修改其中的值。