摘要：是在嘗試讓擁有跟類似的語法。在中使用，需要顯示得將集合轉成的步驟，而在中則免去了這樣的步驟。中的語句只能針對常量起作用，而使用模式匹配則可以對另一個函數的返回結果起作用，功能非常搶到。

Hystrix是Netflix開源的限流、熔斷降級組件，去年發現Hystrix已經不再更新了，而在github主頁上將我引導到了另一個替代項目——resilience4j，這個項目是基于Java 8開發的，并且只使用了vavr庫，也就是我們今天要介紹的主角。

既然要談vavr，那么先要談為什么要使用vavr，vavr是為了增強Java的函數式編程體驗的，那么這里先介紹下Java中的函數式編程。

Java 8引入了函數式編程范式，思路是：將函數作為其他函數的參數傳遞，其實在Java 8之前，Java也支持類似的功能，但是需要使用接口實現多態，或者使用匿名類實現。不管是接口還是匿名類，都有很多模板代碼，因此Java 8引入了Lambda表達式，正式支持函數式編程。

比方說，我們要實現一個比較器來比較兩個對象的大小，在Java 8之前，只能使用下面的代碼：

Compartor byWeight = new Comparator() {
  public int compare(Apple a1, Apple a2) {
    return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());
  }
}

上面的代碼使用Lambda表達式可以寫成下面這樣（IDEA會提示你做代碼的簡化）：

Comparator byWeight = (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

關于Lambda表達式，你需要掌握的知識點有：

Lambda表達式可以理解為是一種匿名函數：它沒有名稱，但是又參數列表、函數主體、返回類型，可能還有一個可以拋出的異常列表；

函數式接口就是僅僅聲明了一個抽象方法的接口；

@FunctionalInterface注解對于函數式接口的作用，類似于@Override對于被重寫的方法——不是必須的，但是用了有助于提升代碼的可讀性，因此如果你在開發中自己定義函數式接口，最好也使用這個注解修飾；

Java 8自帶一些常用的函數式接口，放在java.util.function包里，包括Predicate、Function、Supplier、Consumer和BinaryOperator等等；

受限于 Java 標準庫的通用性要求和二進制文件大小，Java 標準庫對函數式編程的 API 支持相對比較有限。函數的聲明只提供了 Function 和 BiFunction 兩種，流上所支持的操作的數量也較少。基于這些原因，你也許需要vavr
來幫助你更好得使用Java 8進行函數式開發。

vavr是在嘗試讓Java擁有跟Scala類似的語法。vavr提供了不可變的集合框架；更好的函數式編程特性；元組。

Vavr實現了一套新的Java集合框架來匹配函數式編程范式，vavr提供的集合都是不可變的。在Java中使用Stream，需要顯示得將集合轉成steam的步驟，而在vavr中則免去了這樣的步驟。

vavr的List是不可變的鏈表，在該鏈表對象上的操作都會生成一個新的鏈表對象。

使用Java 8的代碼：

Arrays.asList(1, 2, 3).stream().reduce((i, j) -> i + j);

IntStream.of(1, 2, 3).sum();

使用vavr實現相同的功能，則更加直接：

//io.vavr.collection.List
List.of(1, 2, 3).sum();

vavr的Stream是惰性鏈表，元素只有在必要的時候才會參與計算，因此大部分操作都可以在常量時間內完成。

Java 8提供了接受一個參數的函數式接口Function和接受兩個參數的函數式接口BiFunction，vavr則提供了最多可以接受8個參數的函數式接口：Function0、Function1、Function2、Function3、Function4……Function8。

vavr還提供了更多函數式編程的特性：

組合（Composition）

在數學上，函數組合可以用兩個函數形成第三個函數，例如函數f:X->Y和函數g:Y->Z可以組合成h:g(f(x))，表示X->Z。這里看個組合的例子：

public class VavrFunctionExample {

    @Test
    public void testCompose() {
        //使用andThen
        Function1 plusOne = a -> a + 1;
        Function1 multiplyByTwo = a -> a * 2;
        Function1 add1AndMultiplyBy2 = plusOne.andThen(multiplyByTwo);
        Assert.assertEquals(6, add1AndMultiplyBy2.apply(2).intValue());

        //使用compose
        Function1 add1AndMultiplyBy2WithCompose = multiplyByTwo.compose(plusOne);
        Assert.assertEquals(6, add1AndMultiplyBy2WithCompose.apply(2).intValue());
    }
}

Lifting

你是不是常常寫這種代碼：調用一個函數，判斷它的返回值是否符合需求，或者需要catch所有異常以防異常情況，甚至是catch(Throwable t)。Lifting特性就是為了解決這個問題而存在的，可以在內部處理異常情況，并將異常轉換成一個特殊的結果None，這樣函數外部就可以用統一的模式去處理函數結果。舉個例子：

public class VavrFunctionExample {
    @Test
    public void testLifting() {
        Function2 divide = (a, b) -> a / b;
        Function2> safeDivide = Function2.lift(divide);

        // = None
        Option i1 = safeDivide.apply(1, 0);
        Assert.assertEquals("None", i1.toString());

        // = Some(2)
        Option i2 = safeDivide.apply(4, 2);
        Assert.assertEquals(2, i2.get().intValue());
    }
}

柯里化方法（Curring）

柯里化(Currying)指的是將原來接受多個參數的函數變成新的接受一個參數的函數的過程。對于Java來說，可以方便得提供默認值方法，這里看個例子：

public class VavrFunctionExample {
    @Test
    public void testCurried() {
        Function2 sum = (a, b) -> a + b;
        Function1 add2 = sum.curried().apply(2);

        Assert.assertEquals(6, add2.apply(4).intValue());
    }
}

記憶化方法（Memorization）

這是一種緩存，某個方法只需要執行一次，后面都會返回第一次的結果；但是在實際應用中用到的地方應該不多。

public class VavrFunctionExample {
    @Test
    public void testMemorize() {
        Function0 hashCache =
            Function0.of(Math::random).memoized();

        double randomValue1 = hashCache.apply();
        double randomValue2 = hashCache.apply();

        Assert.assertTrue(randomValue1 == randomValue1);
    }
}

模式匹配是函數式編程語言中的概念，目前Java中還不支持這個特性，使用vavr可以用Java寫模式匹配的代碼。Java中的switch...case語句只能針對常量起作用，而使用模式匹配則可以對另一個函數的返回結果起作用，功能非常搶到。下面的例子分別給出了使用if、switch...case、模式匹配三個語法實現同樣功能的例子，可以看出，模式匹配有助于減少代碼行數。

import org.junit.Test;

import static io.vavr.API.$;
import static io.vavr.API.Case;
import static io.vavr.API.Match;
import static org.junit.Assert.assertEquals;

public class VavrPatternExample {

    @Test
    public void whenIfWorksAsMatcher_thenCorrect() {
        int input = 3;
        String output;
        if (input == 0) {
            output = "zero";
        }
        if (input == 1) {
            output = "one";
        }
        if (input == 2) {
            output = "two";
        }
        if (input == 3) {
            output = "three";
        } else {
            output = "unknown";
        }

        assertEquals("three", output);
    }

    @Test
    public void whenSwitchWorksAsMatcher_thenCorrect() {
        int input = 2;
        String output;
        switch (input) {
            case 0:
                output = "zero";
                break;
            case 1:
                output = "one";
                break;
            case 2:
                output = "two";
                break;
            case 3:
                output = "three";
                break;
            default:
                output = "unknown";
                break;
        }

        assertEquals("two", output);
    }

    @Test
    public void whenMatchworks_thenCorrect() {
        int input = 2;
        String output = Match(input).of(
            Case($(1), "one"),
            Case($(2), "two"),
            Case($(3), "three"),
            Case($(), "?"));

        assertEquals("two", output);
    }
}

《Java 8實戰》

https://github.com/resilience4j/resilience4j

https://www.baeldung.com/vavr

https://www.vavr.io/vavr-docs/

本號專注于后端技術、JVM問題排查和優化、Java面試題、個人成長和自我管理等主題，為讀者提供一線開發者的工作和成長經驗，期待你能在這里有所收獲。