Java 8 Optional 良心指南，建议收藏

想学习，永远都不晚，尤其是针对 java 8 里面的好东西，optional 就是其中之一，该类提供了一种用于表示可选值而非空引用的类级别解决方案。作为一名 java 程序员，我真的是烦透了 nullpointerexception（npe），尽管和它熟得就像一位老朋友，知道它也是迫不得已——程序正在使用一个对象却发现这个对象的值为 null，于是 java 虚拟机就怒发冲冠地把它抛了出来当做替罪羊。

当然了，我们程序员是富有责任心的，不会坐视不管，于是就有了大量的 null 值检查。尽管有时候这种检查完全没有必要，但我们已经习惯了例行公事。终于，java 8 看不下去了，就引入了 optional，以便我们编写的代码不再那么刻薄呆板。

01、没有 optional 会有什么问题

我们来模拟一个实际的应用场景。小王第一天上班，领导老马就给他安排了一个任务，要他从数据库中根据会员 id 拉取一个会员的姓名，然后将姓名打印到控制台。虽然是新来的，但这个任务难不倒小王，于是他花了 10 分钟写下了这段代码：

public class withoutoptionaldemo {
    class member {
        private string name;

        public string getname() {
            return name;
        }

        public void setname(string name) {
            this.name = name;
        }
    }

    public static void main(string[] args) {
        member mem = getmemberbyidfromdb();
        if (mem != null) {
            system.out.println(mem.getname());
        }
    }

    public static member getmemberbyidfromdb() {
        // 当前 id 的会员不存在
        return null;
    }
}

由于当前 id 的会员不存在，所以 getmemberbyidfromdb() 方法返回了 null 来作为没有获取到该会员的结果，那就意味着在打印会员姓名的时候要先对 mem 判空，否则就会抛出 npe 异常，不信？让小王把 if (mem != null) 去掉试试，控制台立马打印错误堆栈给你颜色看看。

exception in thread "main" java.lang.nullpointerexception
    at com.cmower.dzone.optional.withoutoptionaldemo.main(withoutoptionaldemo.java:24)

02、optional 是如何解决这个问题的

小王把代码提交后，就兴高采烈地去找老马要新的任务了。本着虚心学习的态度，小王请求老马看一下自己的代码，于是老王就告诉他应该尝试一下 optional，可以避免没有必要的 null 值检查。现在，让我们来看看小王是如何通过 optional 来解决上述问题的。

public class optionaldemo {
    public static void main(string[] args) {
        optional<member> optional = getmemberbyidfromdb();
        optional.ifpresent(mem -> {
            system.out.println("会员姓名是：" + mem.getname());
        });
    }

    public static optional<member> getmemberbyidfromdb() {
        boolean hasname = true;
        if (hasname) {
            return optional.of(new member("沉默王二"));
        }
        return optional.empty();
    }
}
class member {
    private string name;

    public string getname() {
        return name;
    }

    // getter / setter
}

getmemberbyidfromdb() 方法返回了 optional<member> 作为结果，这样就表明 member 可能存在，也可能不存在，这时候就可以在 optional 的 ifpresent() 方法中使用 lambda 表达式来直接打印结果。

optional 之所以可以解决 npe 的问题，是因为它明确的告诉我们，不需要对它进行判空。它就好像十字路口的路标，明确地告诉你该往哪走。

03、创建 optional 对象

1）可以使用静态方法 empty() 创建一个空的 optional 对象

optional<string> empty = optional.empty();
system.out.println(empty); // 输出：optional.empty

2）可以使用静态方法 of() 创建一个非空的 optional 对象

optional<string> opt = optional.of("沉默王二");
system.out.println(opt); // 输出：optional[沉默王二]

当然了，传递给 of() 方法的参数必须是非空的，也就是说不能为 null，否则仍然会抛出 nullpointerexception。

string name = null;
optional<string> optnull = optional.of(name);

3）可以使用静态方法 ofnullable() 创建一个即可空又可非空的 optional 对象

string name = null;
optional<string> optornull = optional.ofnullable(name);
system.out.println(optornull); // 输出：optional.empty

ofnullable() 方法内部有一个三元表达式，如果为参数为 null，则返回私有常量 empty；否则使用 new 关键字创建了一个新的 optional 对象——不会再抛出 npe 异常了。

04、判断值是否存在

可以通过方法 ispresent() 判断一个 optional 对象是否存在，如果存在，该方法返回 true，否则返回 false——取代了 obj != null 的判断。

optional<string> opt = optional.of("沉默王二");
system.out.println(opt.ispresent()); // 输出：true

optional<string> optornull = optional.ofnullable(null);
system.out.println(opt.ispresent()); // 输出：false

java 11 后还可以通过方法 isempty() 判断与 ispresent() 相反的结果。

optional<string> opt = optional.of("沉默王二");
system.out.println(opt.ispresent()); // 输出：false

optional<string> optornull = optional.ofnullable(null);
system.out.println(opt.ispresent()); // 输出：true

05、非空表达式

optional 类有一个非常现代化的方法——ifpresent()，允许我们使用函数式编程的方式执行一些代码，因此，我把它称为非空表达式。如果没有该方法的话，我们通常需要先通过 ispresent() 方法对 optional 对象进行判空后再执行相应的代码：

optional<string> optornull = optional.ofnullable(null);
if (optornull.ispresent()) {
    system.out.println(optornull.get().length());
}

有了 ifpresent() 之后，情况就完全不同了，可以直接将 lambda 表达式传递给该方法，代码更加简洁，更加直观。

optional<string> opt = optional.of("沉默王二");
opt.ifpresent(str -> system.out.println(str.length()));

java 9 后还可以通过方法 ifpresentorelse(action, emptyaction) 执行两种结果，非空时执行 action，空时执行 emptyaction。

optional<string> opt = optional.of("沉默王二");
opt.ifpresentorelse(str -> system.out.println(str.length()), () -> system.out.println("为空"));

06、设置（获取）默认值

有时候，我们在创建（获取） optional 对象的时候，需要一个默认值，orelse() 和 orelseget() 方法就派上用场了。

orelse() 方法用于返回包裹在 optional 对象中的值，如果该值不为 null，则返回；否则返回默认值。该方法的参数类型和值得类型一致。

string nullname = null;
string name = optional.ofnullable(nullname).orelse("沉默王二");
system.out.println(name); // 输出：沉默王二

orelseget() 方法与 orelse() 方法类似，但参数类型不同。如果 optional 对象中的值为 null，则执行参数中的函数。

string nullname = null;
string name = optional.ofnullable(nullname).orelseget(()->"沉默王二");
system.out.println(name); // 输出：沉默王二

从输出结果以及代码的形式上来看，这两个方法极其相似，这不免引起我们的怀疑，java 类库的设计者有必要这样做吗？

假设现在有这样一个获取默认值的方法，很传统的方式。

public static string getdefaultvalue() {
    system.out.println("getdefaultvalue");
    return "沉默王二";
}

然后，通过 orelse() 方法和 orelseget() 方法分别调用 getdefaultvalue() 方法返回默认值。

public static void main(string[] args) {
    string name = null;
    system.out.println("orelse");
    string name2 = optional.ofnullable(name).orelse(getdefaultvalue());

    system.out.println("orelseget");
    string name3 = optional.ofnullable(name).orelseget(orelseoptionaldemo::getdefaultvalue);
}

注：类名 :: 方法名是 java 8 引入的语法，方法名后面是没有 () 的，表明该方法并不一定会被调用。

输出结果如下所示：

orelse
getdefaultvalue

orelseget
getdefaultvalue

输出结果是相似的，没什么太大的不同，这是在 optional 对象的值为 null 的情况下。假如 optional 对象的值不为 null 呢？

public static void main(string[] args) {
    string name = "沉默王三";
    system.out.println("orelse");
    string name2 = optional.ofnullable(name).orelse(getdefaultvalue());

    system.out.println("orelseget");
    string name3 = optional.ofnullable(name).orelseget(orelseoptionaldemo::getdefaultvalue);
}

输出结果如下所示：

orelse
getdefaultvalue
orelseget

咦，orelseget() 没有去调用 getdefaultvalue()。哪个方法的性能更佳，你明白了吧？

07、获取值

直观从语义上来看，get() 方法才是最正宗的获取 optional 对象值的方法，但很遗憾，该方法是有缺陷的，因为假如 optional 对象的值为 null，该方法会抛出 nosuchelementexception 异常。这完全与我们使用 optional 类的初衷相悖。

public class getoptionaldemo {
    public static void main(string[] args) {
        string name = null;
        optional<string> optornull = optional.ofnullable(name);
        system.out.println(optornull.get());
    }
}

这段程序在运行时会抛出异常：

exception in thread "main" java.util.nosuchelementexception: no value present
    at java.base/java.util.optional.get(optional.java:141)
    at com.cmower.dzone.optional.getoptionaldemo.main(getoptionaldemo.java:9)

尽管抛出的异常是 nosuchelementexception 而不是 npe，但在我们看来，显然是在“五十步笑百步”。建议 orelseget() 方法获取 optional 对象的值。

08、过滤值

小王通过 optional 类对之前的代码进行了升级，完成后又兴高采烈地跑去找老马要任务了。老马觉得这小伙子不错，头脑灵活，又干活积极，很值得培养，就又交给了小王一个新的任务：用户注册时对密码的长度进行检查。

小王拿到任务后，乐开了花，因为他刚要学习 optional 类的 filter() 方法，这就派上了用场。

public class filteroptionaldemo {
    public static void main(string[] args) {
        string password = "12345";
        optional<string> opt = optional.ofnullable(password);
        system.out.println(opt.filter(pwd -> pwd.length() > 6).ispresent());
    }
}

filter() 方法的参数类型为 predicate（java 8 新增的一个函数式接口），也就是说可以将一个 lambda 表达式传递给该方法作为条件，如果表达式的结果为 false，则返回一个 empty 的 optional 对象，否则返回过滤后的 optional 对象。

在上例中，由于 password 的长度为 5 ，所以程序输出的结果为 false。假设密码的长度要求在 6 到 10 位之间，那么还可以再追加一个条件。来看小王增加难度后的代码。

predicate<string> len6 = pwd -> pwd.length() > 6;
predicate<string> len10 = pwd -> pwd.length() < 10;

password = "1234567";
opt = optional.ofnullable(password);
boolean result = opt.filter(len6.and(len10)).ispresent();
system.out.println(result);

这次程序输出的结果为 true，因为密码变成了 7 位，在 6 到 10 位之间。想象一下，假如小王使用 if-else 来完成这个任务，代码该有多冗长。

09、转换值

小王检查完了密码的长度，仍然觉得不够尽兴，觉得要对密码的强度也进行检查，比如说密码不能是“password”，这样的密码太弱了。于是他又开始研究起了 map() 方法，该方法可以按照一定的规则将原有 optional 对象转换为一个新的 optional 对象，原有的 optional 对象不会更改。

先来看小王写的一个简单的例子：

public class optionalmapdemo {
    public static void main(string[] args) {
        string name = "沉默王二";
        optional<string> nameoptional = optional.of(name);
        optional<integer> intopt = nameoptional
                .map(string::length);

        system.out.println( intopt.orelse(0));
    }
}

在上面这个例子中，map() 方法的参数 string::length，意味着要 将原有的字符串类型的 optional 按照字符串长度重新生成一个新的 optional 对象，类型为 integer。

搞清楚了 map() 方法的基本用法后，小王决定把 map() 方法与 filter() 方法结合起来用，前者用于将密码转化为小写，后者用于判断长度以及是否是“password”。

public class optionalmapfilterdemo {
    public static void main(string[] args) {
        string password = "password";
        optional<string>  opt = optional.ofnullable(password);

        predicate<string> len6 = pwd -> pwd.length() > 6;
        predicate<string> len10 = pwd -> pwd.length() < 10;
        predicate<string> eq = pwd -> pwd.equals("password");

        boolean result = opt.map(string::tolowercase).filter(len6.and(len10 ).and(eq)).ispresent();
        system.out.println(result);
    }
}

好了，我亲爱的读者朋友，以上就是本文的全部内容了——可以说是史上最佳 optional 指南了，能看到这里的都是最优秀的程序员，二哥必须要伸出大拇指为你点个赞。

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