深入理解Lambda表达式在资源管理与锁控制中的应用

### 深入理解 Lambda 表达式在资源管理与锁控制中的应用 #### 1. Lambda 表达式概述 Lambda 表达式不仅仅是一种语言特性，更是强大且轻量级的设计工具。在编程时，我们无需费力创建接口和类的层次结构，而是可以重用函数式接口，尽可能地传递 Lambda 表达式和方法引用。这种技术能帮助我们轻松创建委托，在方法和类级别快速实现策略模式，还能用于实现装饰器模式。不过，在使用 Lambda 表达式时，我们必须格外注意异常处理。 #### 2. 资源管理问题 在 Java 编程中，我们常认为 JVM 会自动处理所有垃圾回收（GC）。但实际上，当使用外部资源（如连接数据库、打开文件和套接字或使用本地资源）时，GC 就需要我们手动管理。下面通过一个使用 `FileWriter` 写消息的简单示例来深入了解资源管理问题。 ```java public class FileWriterExample { private final FileWriter writer; public FileWriterExample(final String fileName) throws IOException { writer = new FileWriter(fileName); } public void writeStuff(final String message) throws IOException { writer.write(message); } public void finalize() throws IOException { writer.close(); } //... } public static void main(final String[] args) throws IOException { final FileWriterExample writerExample = new FileWriterExample("peekaboo.txt"); writerExample.writeStuff("peek-a-boo"); } ``` 运行上述代码时，会发现 `peekaboo.txt` 文件被创建但为空。这是因为 JVM 认为内存充足，未运行 GC，`finalize()` 方法未被调用，文件未关闭，写入的内容也未从内存刷新到文件中。若在长时间运行的进程中创建多个 `FileWriterExample` 实例，会导致许多文件未及时关闭。 #### 3. 解决资源管理问题的方法 - **显式调用 `close()` 方法**：为解决上述问题，我们可以添加显式调用 `close()` 方法并移除 `finalize()` 方法。 ```java public void close() throws IOException { writer.close(); } final FileWriterExample writerExample = new FileWriterExample("peekaboo.txt"); writerExample.writeStuff("peek-a-boo"); writerExample.close(); ``` 此方法能确保在表明实例不再需要时，立即清理其使用的外部资源。但如果在调用 `close()` 方法之前的代码中出现异常，可能无法执行到该调用。 - **使用 `finally` 块确保清理**：为确保无论是否发生异常，`close()` 方法都能被调用，可将其包裹在 `finally` 块中。 ```java final FileWriterExample writerExample = new FileWriterExample("peekaboo.txt"); try { writerExample.writeStuff("peek-a-boo"); } finally { writerExample.close(); } ``` 这种方式能保证资源清理，但代码冗长且不美观。 - **使用自动资源管理（ARM）**：Java 7 引入的 ARM 功能可减少上述代码的冗长性。我们可以使用带有资源的特殊 `try` 块，Java 编译器会自动插入 `finally` 块和 `close()` 方法的调用。 ```java try(final FileWriterARM writerARM = new FileWriterARM("peekaboo.txt")) { writerARM.writeStuff("peek-a-boo"); System.out.println("done with the resource..."); } ``` 要使用这种方式，被管理的资源类必须实现 `AutoCloseable` 接口。在 Java 8 中，`Stream` 实现了 `AutoCloseable` 接口，所有 I/O 支持的流都可与 `try-with-resources` 一起使用。`AutoCloseable` 的契约从严格的“资源必须关闭”变为更宽松的“资源可以关闭”。若确定代码使用 I/O 资源，应使用 `try-with-resources`。 ```java public class FileWriterARM implements AutoCloseable { private final FileWriter writer; public FileWriterARM(final String fileName) throws IOException { writer = new FileWriter(fileName); } public void writeStuff(final String message) throws IOException { writer.write(message); } public void close() throws IOException { System.out.println("close called automatically..."); writer.close(); } //... } ``` 虽然 ARM 使代码简洁，但程序员必须记住使用它。若忽略这种优雅的结构，代码不会报错，只是可能无法及时清理资源。 - **使用 Lambda 表达式清理资源**：为更好地确保及时清理资源并避免程序员错误，我们可以使用 Lambda 表达式实现执行环绕方法（EAM）模式。 - **准备资源清理类**：设计一个 `FileWriterEAM` 类，将需要及时清理的资源封装起来，并将构造函数和 `close()` 方法设为私有。 ```java public class Fil ```