Java8：当 Lambda 遇上受检异常

骑猪看日落 2021-05-12 11:50 442阅读 0赞

在java8的Stream中使用lambda表达式编程，如下：

static void test0() throws Exception {
    		long count = Files.walk(Paths.get("E:/ws_test"))// 获得项目目录下的所有目录及文件
    				.filter(file -> !Files.isDirectory(file)) // 筛选出文件
    				.filter(file -> file.toString().endsWith(".java"))// 筛选出 java 文件
    				.flatMap(file -> Files.lines(file)) // 按行获得文件中的文本
    				.filter(line -> !line.trim().isEmpty()) // 过滤掉空行
    				.count();
    		
    		System.out.println("代码行数：" + count);
    	}

补充：

*  Files.walk(Path) 在 JDK1.8 时添加，深度优先遍历一个 Path （目录），返回这个目录下所有的Path（目录和文件），通过 Stream<Path> 返回；
 *  Files.lines(Path) 也是在 JDK1.8 时添加，功能是返回指定Path（文件）中所有的行，通过 Stream<String> 返回；

上述代码编译报错，因为 Files.lines(Path) 会抛出 IOException。及时将上述代码修改成如下，仍然编译报错：

static void test0() throws Exception {
        try{
    		long count = Files.walk(Paths.get("E:/ws_test"))// 获得项目目录下的所有目录及文件
    				.filter(file -> !Files.isDirectory(file)) // 筛选出文件
    				.filter(file -> file.toString().endsWith(".java"))// 筛选出 java 文件
    				.flatMap(file -> Files.lines(file)) // 按行获得文件中的文本
    				.filter(line -> !line.trim().isEmpty()) // 过滤掉空行
    				.count();
    		
    		System.out.println("代码行数：" + count);
        } catch(Exception e){
    
        }
    }

原因是：在JDK类中，lambda不在您编写的位置评估，而是在某些完全不相关的位置评估。修改成如下代码就可编译通过：

static void test1() throws Exception {
    		long count = Files.walk(Paths.get("E:/ws_test"))// 获得项目目录下的所有目录及文件
    				.filter(file -> !Files.isDirectory(file)) // 筛选出文件
    				.filter(file -> file.toString().endsWith(".java"))// 筛选出 java 文件
    				.flatMap(file -> {
    					try {
    						return Files.lines(file);
    					} catch (IOException e) {
    						return Stream.empty();
    					}
    				}) // 按行获得文件中的文本
    				.filter(line -> !line.trim().isEmpty()) // 过滤掉空行
    				.count();
    
    		System.out.println("代码行数：" + count);
    }

虽然可以编译、运行通过，但是这样写法不够简洁，而且不符合lambda的one-liner expression

**解决方法一：**

新建一个方法，在其中处理各种异常，getLines 方法中抛出异常时我们输出了异常，并返回一个空的 Stream：

static void test2() throws IOException {
        long count = Files.walk(Paths.get("E:/ws_test")) // 获得项目目录下的所有文件
                .filter(file -> !Files.isDirectory(file)) // 筛选出文件
                .filter(file -> file.toString().endsWith(".java")) // 筛选出 java 文件
                .flatMap(file -> getLines(file)) // 按行获得文件中的文本
                .filter(line -> !line.trim().isEmpty()) // 过滤掉空行
                .count();
    
        System.out.println("代码行数：" + count);
    }
    private static Stream<String> getLines(Path file) {
        try {
            return Files.lines(file);
        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace(System.err);
            return Stream.empty();
        }
    }

这种方法和最上面的try-catch一样，不具有通用性。

**方法二：**

将会抛出异常的函数进行包装，使其不抛出受检异常。

如果一个 FunctionInterface 的方法会抛出受检异常（比如 Exception），那么该 FunctionInterface 便可以作为会抛出受检异常的 Lambda 的目标类型。

我们定义如下一个受检的 FunctionInterface：

@FunctionalInterface
    interface CheckedFunction<T, R> {
        R apply(T t) throws Throwable;
    }

那么该 FunctionalInterface 便可以作为类似于file -> File.lines(file) 这类会抛出受检异常的 Lambda 的目标类型，此时 Lambda 中并不需要捕获异常（因为目标类型的 apply 方法已经将异常抛出了）。

之所以原来的 Lambda 需要捕获异常，就是因为在流式操作 flatMap 中使用的 java.util.function 包下的 Function<T, R> 没有抛出异常：

![java.util.function.Function][]

那我们如何使用 CheckedFunction 到流式操作的 Lambda 中呢？  
首先我们定义一个 Attempt 接口，它的 apply 静态方法提供将 CheckedFunction 包装为 Function 的功能：

然后在原先的代码中，我们使用 Attempt.apply 方法来对会抛出受检异常的 Lambda 进行包装：

static void test3() throws IOException {
    		long count = Files.walk(Paths.get("E:/ws_test")) // 获得项目目录下的所有文件
    				.filter(file -> !Files.isDirectory(file)) // 筛选出文件
    				.filter(file -> file.toString().endsWith(".java")) // 筛选出 java 文件
    				.flatMap(Attempt.apply(file -> Files.lines(file)))  // 按行获得文件中的文本
    				.filter(line -> !line.trim().isEmpty()) // 过滤掉空行
    				.count();
    		
    		System.out.println("代码行数：" + count);
    }

此时，我们便可以选择是否去捕获异常（RuntimeException）。这种解决方法下，我们一般不关心抛出异常的情况 —— 比如自己写的小例子，抛出了异常程序就该终止；或者你知道这个 Lambda 确实 100% 不会抛出异常。

不过我更倾向于抛出异常时，我们来指定处理的方式：

public interface Attempt {
       static <T, R> Function<T, R> apply(CheckedFunction<T, R> function) {
            Objects.requireNonNull(function);//如果为空会抛nullpoint异常
    
            return t -> {
                try {
                    return function.apply(t);
                } catch (Exception ex) {
                    throw new RuntimeException(ex);
                }
            };
        }
        static <T, R> Function<T, R> apply(CheckedFunction<T, R> function,Function<Throwable, R> handler) {
            Objects.requireNonNull(function);
            Objects.requireNonNull(handler);
    
            return t -> {
                try {
                    return function.apply(t);
                } catch (Throwable e) {
                    return handler.apply(e);
                }
            };
        }
    }

比如我们前面的例子，如果 file -> Files.lines(file) 抛出异常了，说明在访问 file 类的时候出了问题，我们可以就假设这个文件的行数为 0 ，那么默认值就是个空的 Stream<String>（当然你也可以选择顺手记录一下异常）：

static void test4() throws IOException {
    		long count = Files.walk(Paths.get("E:/ws_test")) // 获得项目目录下的所有文件
    				.filter(file -> !Files.isDirectory(file)) // 筛选出文件
    				.filter(file -> file.toString().endsWith(".java")) // 筛选出 java 文件
    				.flatMap(Attempt.apply(file -> Files.lines(file),ex -> Stream.empty()))  // 按行获得文件中的文本
    				.filter(line -> !line.trim().isEmpty()) // 过滤掉空行
    				.count();
    
    		System.out.println("代码行数：" + count);
    }

**注意**：使用 CheckedFunction这种方式更为通用 —— 类似的，我们可以包装：

*  CheckedConsumer 为 java.util.function.Consumer，
 *  CheckedSupplier 为 java.util.function.Suppiler...

public interface Attempt {
    
        ......
    
        /**
         * 包装受检的 Consumer
         */
        static <T> Consumer<T> accept(CheckedConsumer<T> consumer) {
            Objects.requireNonNull(consumer);
    
            return t -> {
                try {
                    consumer.accept(t);
                } catch (Throwable e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            };
        }
    
        /**
         * 包装受检的 Consumer，并自定义异常处理
         */
        static <T> Consumer<T> accept(CheckedConsumer<T> consumer, Consumer<Throwable> handler) {
            Objects.requireNonNull(consumer);
            Objects.requireNonNull(handler);
    
            return t -> {
                try {
                    consumer.accept(t);
                } catch (Throwable e) {
                    handler.accept(e);
                }
            };
        }
    }

[java.util.function.Function]: /images/20210511/79646a889c11410d8b4f165272ca2e2b.png