Java中Lambda函数局部变量不可变

一、现象

Java中，不通过Lambda函数入参传入的参数，我们成为函数的自由变量，在Lambda函数中使用自由变量的动作叫捕获。Lambda函数捕获的自由变量，必须是逻辑不变的（不可变或事实上无逻辑修改），通常用final修饰。

二、猜测

1. Lambda函数只能捕获指派给他们的自由变量一次，这个变量的值，入栈时就已决定了；（JVM内存模型，局部变量存储在线程栈中，实例变量存储在堆中）。

2. 在Lambda函数中修改主体、自由变量都会引入并发安全问题，这与函数式编程的并发控制目标相悖。

最底层的本质是:Java在语义上是【引用传递】，但实现上是【值传递】，传入lambda函数的局部变量，看起来是传的变量的引用符号，实际传的是变量对象地址，若引用符号的指针发生移动，lambda函数内的变量地址不受影响，此时就发生了逻辑错误。

class Go {

    private String name;
  
    private static int id;

    public static void main(String[] args) {
        int count = 0;
        Go go = new Go();
        new Thread(() -> {
            System.out.println(id++);  // 1.修改-静态变量-成功捕获
            System.out.println(go.name = "yangjx"); //2.修改-实例变量-成功捕获
            System.out.println(count); //3.不修改-外层方法的局部变量-成功捕获
            count++; //4.修改-外层方法的局部变量-编译报错
        }).start();
    }
}

三、结论

1. Lambda函数对静态变量、实例变量的捕获，可以看作分别对Class对象、实例this的捕获，它俩都在堆上分配，堆上数据是线程共享的，所以不会发生堆上变量在Lambda函数访问其之前被回收的问题；

2. 而局部变量则是在栈上分配的，可能会发生局部变量的分配逻辑和Lambda函数不在同一个线程的情况，若分配逻辑已经执行完，其栈上的变量将被回收，此时Lambda函数再去访问势必会出错。Java中Lambda函数对局部变量的捕获过程，其实是拷贝了一次变量值的副本，为了保证并发时的逻辑正确性，就规定Lambda函数捕获的局部变量必须是不可变的，这样各个副本才是逻辑一致的。

3. 同时，出于对函数式编程在并发上的“不可变数据结构”，这个限制不鼓励在Lambda函数内部改变外部变量，这与传统的命令式编程有所区别。