Java 8: Entenda facilmente funções lambda, a principal novidade!

A criação de Funções Lambda foi a principal novidade do Java 8, lançado em 2014! Hoje é praticamente obrigatório conhecer como elas funcionam e saber utilizá-las no seu código.

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Java 8 e programação funcional

Há algum tempo o JavaScript veio se estabelecendo como a linguagem padrão de desenvolvimento front-end. Ao mesmo tempo ocorre também o aparecimento e a popularização de linguagens como Scala, Kotlin e Python. Junto desses movimentos, a programação funcional começou a se tornar cada vez mais popular.

Com a intenção de trazer essa possibilidade também para o Java, foi criada a nova sintaxe de funções lambda. Se você nunca viu uma, aqui está:

() -> System.out.println("Hello World")

Se você nunca viu um código assim, não se assuste, você vai entender facilmente o que significa.

Java sem funções lambda

Se você programa Java há algum tempo, provavelmente já teve que escrever algum código parecido com esse:

public static void main(String[] args) {
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Hello World");
        }
    }).run();
}

Apesar de esse código funcionar perfeitamente, ele tem um grande problema: é gigante. Pense bem, foram necessárias 6 linhas de código para criar uma Thread e imprimir “Hello World”, algo que deveria ser completamente trivial. Agora, veja esse mesmo código utilizando uma função lambda:

public static void main(String[] args) {
    new Thread(() -> System.out.println("Hello World")).run();
}

O código acima é interpretado pelo compilador exatamente igual ao anterior, tendo uma única linha de código e sendo muito mais conciso. E o mais interessante aqui é que ainda estamos utilizando o mesmo construtor para criar uma Thread. A própria IDE confirma isso:

O compilador sabe que essa função lambda é uma instância de Runnable, mesmo que nós não deixemos isso explícito. Ok, mas como ele sabe disso?

Java 8 e o conceito SAM

Esse comportamento do compilador fica simples quando entendemos o conceito de Single Abstract Method, ou SAM. Basicamente, qualquer interface que tenha um único método está seguindo esse conceito. Logo, o compilador entende que sua função lambda é, na verdade, a implementação desse único método. Vamos ver de perto.

A interface Runnable, por exemplo, possui apenas o método run. Aqui está ela, copiada direto da JDK:

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

Sendo assim, ao utilizar uma função lambda como fizemos acima, o compilador entende que ela só pode ser a implementação do método run.

Quanto à anotação @FunctionalInterface presente nessa classe, ela é apenas informativa. Ela instrui ao compilador que gere um erro caso essa classe não preencha todos os requisitos para ser uma interface funcional, ou seja, uma que pode ser criada a partir de uma função lambda. Por exemplo, se essa interface tivesse dois métodos, ocorreria um erro de compilação. Apesar disso, essa anotação não é obrigatória. Você pode utilizar funções lambda com qualquer interface que atenda os pré-requisitos para ser considerada funcional.

Ok, então funções lambda servem apenas para eu diminuir a quantidade de linhas de código em casos como esse? Não. A verdade é que as funções lambda são muito mais úteis do que parecem. Os exemplos que dei acima são apenas para entender seu funcionamento, mas o que elas permitem fazer em Java é muito mais interessante.

Programação funcional

Com funções lambda é possível utilizar métodos muito conhecidos para quem utiliza JavaScript, como filter, map e forEach.

Imagine, por exemplo, que você tem uma lista de números. Você deseja imprimir o valor dos 7 primeiros, multiplicado por 2, mas apenas se o número for par. Vejamos uma implementação possível com Java tradicional:

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> lista = Arrays.asList(1,5,8,7,4,6,3,2,1,8,5,7,4);
    for (int i = 0; i < 7; i++) {
        Integer numero = lista.get(i);
        if (numero % 2 == 0) {
            System.out.println(numero * 2);
        }
    }
}

Essa é uma implementação comum, funciona perfeitamente e, se você programa em Java há algum tempo, provavelmente está acostumado a vê-la. Porém, vamos ver como seria a mesma implementação com o uso de Streams do Java 8:

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> lista = Arrays.asList(1,5,8,7,4,6,3,2,1,8,5,7,4);
    lista.stream()
        .limit(7)
        .filter(e -> e % 2 == 0)
        .map(e -> e * 2)
        .forEach(System.out::println);
}

Para quem não está acostumado, essa implementação pode parecer estranha a primeira vez. Porém, ela é muito mais concisa e delimitada. É possível saber exatamente todas as operações que estão sendo feitas nessa lista. Claramente existe um limite (limit), um filtro (filter), uma transformação (map) e uma ação para cada item (forEach).

Essa é estrutura da função lambda passada para o método filter:

A partir do momento que você aprende funções lambda e a nova API de Streams, você escreve um código muito mais fácil de entender, logo, mais fácil de dar manutenção. Além disso, muito menos propício a bugs.

A real vantagem do Java 8

De fato, a principal vantagem das funções lambdas no Java 8 foi permitir o uso de Streams. Sem elas seria praticamente impossível utilizar Streams com facilidade. O código seria tão grande e complicado, que simplesmente não seria útil. Se você está curioso para saber como ficaria a implementação acima sem o uso de funções lambda, aqui está. Por favor, nunca faça isso.

public static void main(String[] args) {
    List<Integer> lista = Arrays.asList(1, 5, 8, 7, 4, 6, 3, 2, 1, 8, 5, 7, 4);
    Stream<Integer> limit = lista.stream().limit(7);
    // nunca escreva um código assim!
    Stream<Integer> filter = limit.filter(new Predicate<Integer>() {
        @Override
        public boolean test(Integer e) {
            return e % 2 == 0;
        }
    });
    Stream<Integer> map = filter.map(new Function<Integer, Integer>() {
        @Override
        public Integer apply(Integer e) {
            return e * 2;
        }
    });
    map.forEach(new Consumer<Integer>() {
        @Override
        public void accept(Integer t) {
            System.out.println(t);
        }
    });
}

Um caminho para o futuro do Java

Apesar de funções lambda terem sido extremamente úteis para o lançamento da API de Streams, isso foi apenas o começo. Várias APIs estão se tornando possíveis com o uso de funções lambda. O Java 9, por exemplo, trouxe Reactive Streams, o padrão implementado pela famosa biblioteca RxJava.

Em breve provavelmente estaremos implementando muitas coisas com programação funcional e funções lambdas no Java, como requisições HTTP, operações com arquivos e comunicação com banco de dados.

Quer saber um pouco mais da utilidade de funções lambda? Veja esse outro artigo sobre Streams e como utilizar funções lambda com coleções.

Parabéns! Agora você conhece expressões lambda do Java 8, e pode utilizar esse conhecimento para entregar seu projeto mais rápido e crescer na sua carreira.

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