Java8新特性Optional类

这里写自定义目录标题

• Java8 Optional 类
• • 前言
  • 创建 Optional 实例
  • Optional API常用接口的用法
  • Optional 类的链式方法
  • 注意事项

Java8 Optional 类

前言

在 Java 8 之前，任何访问对象方法或属性的调用都可能导致 NullPointerException；

在这个小示例中，如果我们需要确保不触发异常，就得在访问每一个值之前对其进行明确地检查；

if (user != null) {
	Address address = user.getAddress();
	if (address != null) {
		Country country = address.getCountry();
		if (country != null) {
			String code = country.getCountryCode();
			if (isocode != null) {
				code = code.toUpperCase();
			}
		}
	}
}

这很容易就变得冗长，难以维护。

为了简化这个过程，我们来看看用 Optional 类是怎么做的。从创建和验证实例，到使用其不同的方法，并与其它返回相同类型的方法相结合，下面是见证 Optional 奇迹的时刻。

创建 Optional 实例

​ 重申一下，这个类型的对象可能包含值，也可能为空。你可以使用同名方法创建一个空的 Optional。

@Test
public void createEmptyOptionalTest() {
	// 使用同名方法创建一个空的 Optional
	Optional<User> opt = Optional.empty();
	// 报错 NoSuchElementException
	opt.get();
}

尝试访问 emptyOpt 变量的值会导致 NoSuchElementException。

可以使用 of() 和 ofNullable() 方法创建包含值的 Optional。两个方法的不同之处在于如果你把 null 值作为参数传递进去，of() 方法会抛出 NullPointerException：

@Test
public void createOfEmptyOptionalTest() {
	User user = null;
	// 把 null 值作为参数传递进去，of() 方法会抛出 NullPointerException
	Optional<User> opt = Optional.of(user);
	// 使用 ofNullable() 方法，对象即可能是 null 也可能是非 null
	Optional<User> opt1 = Optional.ofNullable(user);
}

把 null 值作为参数传递进去，使用 of() 方法会抛出 NullPointerException，而使用 ofNullable() 方法，则返回一个空的 Optional 类。
因此，应该明确对象不为 null 的时候使用 of()，如果对象即可能是 null 也可能是非 null，你就应该使用 ofNullable() 方法。

Optional API常用接口的用法

get()方法

Instant标识某个时间（类似Date），精确到纳秒（不像Date到毫秒），因为精确到纳秒，所以用一位Long类型是不够的的，所以实际是有两个Long字段组成，第一部分保存的是子1970年1月1日开始到现在的秒数，滴而部分保存的是纳秒数；

@Test
public void getTest() {
	String name = "hhh";
	Optional<String> opt = Optional.ofNullable(name);
	System.out.println(opt.get());
}

·控制台输出
hhh

可以看到，get()方法主要用于返回包装对象的实际值，但是如果包装对象值为null，会抛出NoSuchElementException异常。

isPresent()方法

@Test
public void isPresentTest() {
	User user = new User("[email protected]", "1234");
	Optional<User> opt = Optional.ofNullable(user);
	System.out.println(opt.isPresent());
	if (opt.isPresent()) {
		System.out.println(opt.get());
	}
}

·控制台输出
true
User(code=[e-mail], name=1234, address=Optional.empty)

isPresent()方法用于判断包装对象的值是否非空,但是这种用法不但没有减少null的防御性检查，而且增加了Optional包装的过程

isPresent()方法

@Test
public void ifPresentTest() {
	User user = new User("[email protected]", "1234");
	Optional<User> opt = Optional.ofNullable(user);
	opt.ifPresent(u -> System.out.println(u));
}

·控制台输出
User(code=[e-mail], name=1234, address=Optional.empty)

ifPresent() 方法除了执行检查，还接受一个Consumer(消费者) 参数，如果对象不是空的，就对执行传入的 Lambda 表达式

filter()方法

@Test
public void filterTest() {
	User user = new User("[email protected]", "1234");
	Optional<User> result = Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getCode() != null && u.getCode().contains("@"));
	System.out.println(result);
}

·控制台输出
Optional[User(code=[e-mail], name=1234, address=Optional.empty)]

filter() 接受一个 Predicate 参数，返回测试结果为 true 的值。如果测试结果为 false，会返回一个空的 Optional

map()方法

@Test
public void mapTest() {
	User user = new User("[email protected]", "1234");
	Optional<String> email = Optional.ofNullable(user).map(u -> u.getCode());
	System.out.println(email);
}

·控制台输出
Optional[[e-mail]]

map()方法的参数为Function（函数式接口）对象，map()方法将Optional中的包装对象用Function函数进行运算，并包装成新的Optional对象

flatMap()方法

public void flatMapTest() {
	User user = new User("[email protected]", "1234");
	Optional<String> email = Optional.ofNullable(user).flatMap(u -> u.getCode());
	System.out.println(email);
}

·控制台输出
Optional[[e-mail]]

跟map()方法不同的是，入参Function函数的返回值类型为Optional类型，而不是U类型，这样flatMap()能将一个二维的Optional对象映射成一个一维的对象

orElse()方法

private User createNewUser() {
	System.out.println("Create New User");
	return new User("[email protected]", "1234");
}

@Test
public void orElseTest() {
	User user = new User("[email protected]", "1234");
	User result = Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser());
	System.out.println(result);
	User user1 = null;
	User result1 = Optional.ofNullable(user1).orElse(createNewUser());
	System.out.println(result1);
}

·控制台输出
Create New User
User(code=[e-mail], name=1234, address=Optional.empty)
Create New User
User(code=[e-mail], name=1234, address=Optional.empty)

orElse()方法，不论对象User是否为空值都会调用createNewUser()方法创建User对象

orElseGet()方法

private User createNewUser() {
	System.out.println("Create New User");
	return new User("[email protected]", "1234");
}

@Test
public void orElseGetTest() {
	User user = new User("[email protected]", "1234");
	User result = Optional.ofNullable(user).orElseGet(createNewUser());
	System.out.println(result);
	User user1 = null;
	User result1 = Optional.ofNullable(user1).orElseGet(createNewUser());
	System.out.println(result1);
}

·控制台输出
User(code=[e-mail], name=1234, address=Optional.empty)
Create New User
User(code=[e-mail], name=1234, address=Optional.empty)

orElseGet()方法与orElse()方法不同，User对象非空值时，方法会返回对应的对象，对象为空值时，才调用createNewUser()方法创建User对象

orElseThrow()方法

@Test
public void orElseThrowTest() {
	User user = new User("[email protected]", "1234");
	User result = Optional.ofNullable(user).orElseThrow( () -> new IllegalArgumentException());
	System.out.println(result);
}

·控制台输出
User(code=[e-mail], name=1234, address=Optional.empty)

orElseThrow()的Supplier对象必须返回一个Throwable异常，并在orElseThrow()中将异常抛出，orElseThrow()方法适用于包装对象值为空时需要抛出特定异常的场景

Optional 类的链式方法

为了更充分的使用 Optional，可以链接组合其大部分方法，因为它们都返回相同类似的对象
首先，重构类，使其 getter 方法返回 Optional 引用

public class User {
	private String code;
	private String name;
	private Address address;
	public Optional<Address> getAddress(){
		return Optional.ofNullable(address);
	}
}

public class Address {
	private Country country;
	public Optional<Country> getCountry(){
		return Optional.ofNullable(country);
	}
}

现在可以删除 null 检查，替换为 Optional 的方法

public void chainingTest() {
	User user = new User("[email protected]", "1234");
	String result = Optional.ofNullable(user)
		.flatMap(u -> u.getAddress())
		.flatMap(a -> a.getCountry())
		.map(c -> c.getCountryCode())
		.orElse("default");
	System.out.println(result);
}

·控制台输出
default

上面的代码可以通过方法引用进一步缩减

public void chainingTest() {
	User user = new User("[email protected]", "1234");
	String result = Optional.ofNullable(user)
		.flatMap(User::getAddress())
		.flatMap(Address::getCountry())
		.map(Country::getCountryCode())
		.orElse("default");
	System.out.println(result);
}

·控制台输出
default

结果现在的代码看起来比之前采用条件分支的冗长代码简洁多了

注意事项

使用Optional开发时要注意正确使用Optional的“姿势”，特别注意不要使用3.2节提到的错误示范，谨慎使用isPresent()和get()方法，尽量多使用map()、filter()、orElse()等方法来发挥Optional的作用