Kotlin lambda之-Capturing vs Non-Capturing Lambdas

整理了自己在实际开发中关于kotlin的学习和思考：深入学习Kotlin，感兴趣的可以查看，后续会不断地更新。

概述

相信很多人看到Capturing/non-capturing lambdas的时候，很疑惑，这是什么东西，好像实际使用过程中，并没有看到这个。其实这个东西我们在实际开发中每天都碰到，只是这个概念我们不是很熟悉，今天我就来说说这个东西。了解完这个概念之后，我们

什么是 Capturing/Non-Capturing Lambdas

那到底什么是Capturing/non-capturing lambdas呢？从字面上可以看到Capturing lambdas和non-capturing lambdas是两个相对的概念，这里我把他直译为捕获类型的lambda和非捕获类型的lambda。lambda 我们都知道，就是指的 lambda 表达式，但是这里的捕获和非捕获是啥意思呢？我看下英文解释：

Lambdas are said to be "capturing" if they access a non-static variable or object that was defined outside of the lambda body

从解释可以看出，如果一个 lambda 没有引用外部的非静态变量或者对象，则把这个 lambda 称为non-capturing lambdas，如果引用了则称为Capturing lambdas。所以这里根据意思，我们可以把capturing理解为引用就很好理解了。

例子

我先举一个non-capturing lambdas的例子

kotlin 复制代码

class LambdaTest2(private val viewModel: TestViewModel, private val lifecycleOwner: LifecycleOwner) {
    fun initView() {
        viewModel.liveData.observe(lifecycleOwner) {
            println("receive data")
        }
    }
}

上面的给一个监听LiveData数据的例子，使用的 lambda 就是属于non-capturing lambdas，因为内部没有引用任务外部的变量。再看一个Capturing lambdas的例子

kotlin 复制代码

class LambdaTest2(private val viewModel: TestViewModel, private val lifecycleOwner: LifecycleOwner) {
    private val message: String? = null

    fun initView2() {
        viewModel.liveData.observe(lifecycleOwner) {
            println("receive data,toast=${message}")
        }
    }
}

上面这个例子中，引用了外部的 message 变量，所以这是一个Capturing lambdas

注意：Capturing/non-capturing lambdas，这个概念并不是 kotlin 独有，他是一个语言级别的概念，只要一门语言支持 lambda，一般都有这个，比如 Java，C++等。

实质上的区别

那么了解了概念，他们到底有什么区别呢？引用外部变量和不引用外部变量有什么区别？要了解这个，就需要我们看下最终编译的结果是什么，我们先看一个例子：

kotlin 复制代码

class LambdaTest2(private val viewModel: TestViewModel, private val lifecycleOwner: LifecycleOwner) {
    private val message: String? = null

    // `Capturing lambdas`,引用了外部变量
    fun initView2() {
        viewModel.liveData.observe(lifecycleOwner) {
            println("receive data,toast=${message}")
        }
    }

    // `non-capturing lambdas`,没有引用外部变量
    fun initView() {
        viewModel.liveData.observe(lifecycleOwner) {
            println("receive data")
        }
    }
}

代码很简单，就是观察 LiveData 数据变化，一个内部引用了外部变量message，一个没有引用外部变量，我看下它编译之后的代码，内部代码做了简化：

java 复制代码

public final class LambdaTest2 {
    private final Context context;
    private final LifecycleOwner lifecycleOwner;
    private final TestViewModel viewModel;

    public LambdaTest2(TestViewModel viewModel, LifecycleOwner lifecycleOwner) {
        Intrinsics.checkNotNullParameter(viewModel, "viewModel");
        Intrinsics.checkNotNullParameter(lifecycleOwner, "lifecycleOwner");
        this.viewModel = viewModel;
        this.lifecycleOwner = lifecycleOwner;
    }

    public final void initView2() {
        // 注释1
        this.viewModel.getLiveData().observe(this.lifecycleOwner, new LambdaTest2$sam$androidx_lifecycle_Observer(new LambdaTest2$initView2$1(this)));
    }

    public final void initView() {
        // 注释2
        this.viewModel.getLiveData().observe(this.lifecycleOwner, new LambdaTest2$sam$androidx_lifecycle_Observer(LambdaTest2$initView$1.INSTANCE));
    }
}

final class LambdaTest2$initView$1 extends Lambda implements Function1<String, Unit> {
    // 静态变量，只会创建一次
    public static final LambdaTest2$initView$1 INSTANCE = new LambdaTest2$initView$1();
    ......
}

在上面代码中：

注释 1 位置，也就是initView2方法，这里是Capturing lambdas，引用了外部的变量。编译之后，可以看到，编译器自己构建了一个Observer变量LambdaTest2$sam$androidx_lifecycle_Observer，并传入了一个参数new LambdaTest2$initView2$1(this)，这个对象就是我们的 lambda 中的逻辑。因为引用了外部类的变量，所以这里把外部类的对象this传递。所以这里，可以知道每次调用 observe 方法，都会把 lambda 表达式，构建一个对应的新对象。
注释 2 位置，也就是initView方法，这里是 non-capturing lambdas，没有引用外部变量。编译之后，可以看到，同样编译器自己构建了一个Observer变量LambdaTest2$sam$androidx_lifecycle_Observer，但是这里不一样的地方是传递的参数是一个静态对象LambdaTest2$initView$1.INSTANCE，这个对象也是对应的 lambda 的内容，

综上比较可以知道：Capturing lambdas(捕获 lambda)会每次把调用的 lambda 的内容，创建一个对应的对象，而 non-capturing lambdas(未捕获 lambda)，因为没有引用外部变量，只会创建一次对象，然后把对象当作静态变量传递进去。

那这有什么差异呢？如果单次调用和创建，可能没有什么差异，但是如果是多次调用呢，就有差异了，比如在一个循环体中使用 lambda，就会不一样，因为如果是Capturing lambdas(捕获 lambda)就会每次创建对象，而 non-capturing lambdas(未捕获 lambda)只会创建一个，所以很明显 non-capturing lambdas(未捕获 lambda)的性能更好一些，有效的防止内存的抖动。

所以者对我们实际开发的启示是：尽量使用non-capturing lambdas(未捕获 lambda)，特别是在一些循环嵌套的情况下，这样能减少不少中间类的创建。

特殊情况

经过我自己的验证，发现如果在 kotlin 中调用 Java 定义的（ASM）接口时，并不会出现这种情况，比如：

kotlin 复制代码

    fun testForJava() {
        LinearLayout(context).apply {
            // 引用了外部类的变量
            setOnClickListener {
                println("receive data,toast=${message}")
            }
            // 没有应用外部类的变量
            setOnClickListener {
                println("receive data")
            }
        }
    }

如果按照上面的分类，那么编译后，第一个 setOnClickListener 中的 lambda 会 new 一个对象，而第二个 setOnClickListener 会是一个静态变量。但事实上并不是这样，我们可以看下编译后的代码

java 复制代码

    public final void testForJava() {
        LinearLayout $this$testForJava_u24lambda_u242 = new LinearLayout(this.context);
        // 自动创建了一个OnClickListener的匿名内部类
        $this$testForJava_u24lambda_u242.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { // from class: com.example.effectkotlin.LambdaTest2$$ExternalSyntheticLambda0
            @Override // android.view.View.OnClickListener
            public final void onClick(View view) {
                // 调用一个静态方法
                LambdaTest2.testForJava$lambda$2$lambda$0(LambdaTest2.this, view);
            }
        });
        // 自动创建了一个OnClickListener的匿名内部类
        $this$testForJava_u24lambda_u242.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { // from class: com.example.effectkotlin.LambdaTest2$$ExternalSyntheticLambda1
            @Override // android.view.View.OnClickListener
            public final void onClick(View view) {
                // 调用一个静态方法
                LambdaTest2.testForJava$lambda$2$lambda$1(view);
            }
        });
    }

    /* JADX INFO: Access modifiers changed from: private */
    public static final void testForJava$lambda$2$lambda$0(LambdaTest2 this$0, View it) {
        Intrinsics.checkNotNullParameter(this$0, "this$0");
        System.out.println((Object) ("receive data,toast=" + this$0.message));
    }

    /* JADX INFO: Access modifiers changed from: private */
    public static final void testForJava$lambda$2$lambda$1(View it) {
        System.out.println((Object) "receive data");
    }

从上面可以看出，kotlin 针对 Java 的 ASM 接口，并没有Capturing/non-capturing lambdas的概念，都是封装为一个静态方法，如果有外部引用，就当作方法参数进行传递。这里我不太理解为什么会这样做？但是只要记住这里是有差异的就行，在使用的时候注意到这些差别。

如果觉得对你有帮助，请点赞关注，或者关注我交流。也可以点击深入学习Kotlin看其他文章，希望一起学习进步，加油！