类型检查、类型推断以及限制

当我们第一次提到Lambda表达式时，说它可以为函数式接口生成一个实例。
然而，Lambda表达式本身并不包含它在实现哪个函数式接口的信息。
为了全面了解Lambda表达式，应该知道Lambda的实际类型是什么。

一、类型检查

Lambda的类型是从使用Iambda的上下文推断出来的。
上下文中(比如，接受它传递的方法的参数，或接受它的值的局部变量)Lambda表达式需要的类型称为目标类型。
通过一个例子，看看使用Lambda表达式时背后发生了什么。
图3-4概述了下列代码的类型检查过程。

类型检查过程可以分解为如下所示。.
1）首先，要找出filter方法的声明。
2）其次，要求它是Predicate (目标类型)对象的第二个正式参数。
3）然后，Predicate是一个函数式接口，定义了一个叫作test的抽象方法。
4）然后，test方法描述了一个函数描述符，它可以接受一个Apple，并返回一个boolean。
5）最后，filter的任何实际参数都必须匹配这个要求。
这段代码是有效的，因为我们所传递的Lambda表达式也同样接受Apple为参数，并返回一个boolean。
请注意，如果Lambda表达式抛出一个异常，那么抽象方法所声明的throws语向也必须与之匹配。

二、同样的Lambda不同的函数式接口

有了目标类型的概念，同一个Lambda表达式就可以与不同的函数式接口联系起来，只要它们的抽象方法签名能够兼容。
比如，Callable和PrivilegedAction，这两个接口都代表着什么也不接受且返回个泛型T的函数。
因此，下面两个赋值是有效的：

Callable<Integer> c = () -> 42;
PrivilegedAction<Integer> p = () -> 42;

这里，第一个赋值的目标类型是Callable，第二个赋值的目标类型是PrivilegedAction。

三、类型推断

还可以进一步简化你的代码。
Java编译器会从上下文(目标类型)推断出用什么函数式接口来配合Lambda表达式，这意味着它也可以推断出适合Lambda的签名，因为函数描述符可以通过目标类型来得到。
这样做的好处在于，编译器可以了解Lambda表达式的参数类型，这样就可以在Lambda语法中省去标注参数类型。
换句话说，Java编译器会像下面这样推断Lambda的参数类型：

四、使用局部变量

我们迄今为止所介绍的所有Lambda表达式都只用到了其主体里面的参数。
但Lambda表达式也允许使用自由变量(不是参数，而是在外层作用域中定义的变量)，就像匿名类一样。
它们被称作捕获Lambda。
例如，下面的Iambda捕获了portNumber变量：

int portNumber = 1337;
Runnable r = () -> System. out . pr intln (portNumber) ;

尽管如此，还有一点点小麻烦：关于能对这些变量做什么有一些限制。
Lambda可以没有限制地捕获(也就是在其主体中引用)实例变量和静态变量。
但局部变量必须显式声明为final，或事实上是final。
换句话说，Lambda表达式只能捕获指派给它们的局部变量一次。(注：捕获实例变量可以被看作捕获最终局部变量this。)
例如，下面的代码无法编译，因为portNumber变量被赋值两次：

对局部变量的限制

你可能会问，为什么局部变量有这些限制。
第一，实例变量和局部变量背后的实现有一个关键不同。
实例变量都存储在堆中，而局部变量则保存在栈上。
如果Lambda可以直接访问局部变量，而且Lambda是在一个线程中使用的，则使用Lambda的线程可能会在分配该变量的线程将这个变量收回之后，去访问该变量。
因此，Java在访问自由局部变量时，实际上是在访问它的副本，而不是访问原始变量。
如果局部变量仅仅赋值一次那就没有什么区别了，因此就有了这个限制。
第二，这一限制不鼓励你使用改变外部变量的典型命令式编程模式(这种模式会阻碍很容易做到的并行处理)。