Optional 是個好東西，你真的會用么？

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 作者：zjhred

blog.csdn.net/zjhred/article/details/84976734

引言

在文章的開頭，先說下NPE問題，NPE問題就是，我們在開發(fā)中經(jīng)常碰到的NullPointerException.假設(shè)我們有兩個類，他們的UML類圖如下圖所示

在這種情況下，有如下代碼

user.getAddress().getProvince();

這種寫法，在user為null時，是有可能報NullPointerException異常的。為了解決這個問題，于是采用下面的寫法

if(user!=null){
    Address address = user.getAddress();
    if(address!=null){
        String province = address.getProvince();
    }
}

這種寫法是比較丑陋的，為了避免上述丑陋的寫法，讓丑陋的設(shè)計變得優(yōu)雅。JAVA8提供了Optional類來優(yōu)化這種寫法，接下來的正文部分進行詳細說明

API介紹

先介紹一下API，與其他文章不同的是，本文采取類比的方式來講，同時結(jié)合源碼。而不像其他文章一樣，一個個API羅列出來，讓人找不到重點。

1、Optional(T value),empty(),of(T value),ofNullable(T value)

這四個函數(shù)之間具有相關(guān)性，因此放在一組進行記憶。

先說明一下，Optional(T value)，即構(gòu)造函數(shù)，它是private權(quán)限的，不能由外部調(diào)用的。其余三個函數(shù)是public權(quán)限，供我們所調(diào)用。

那么，Optional的本質(zhì)，就是內(nèi)部儲存了一個真實的值，在構(gòu)造的時候，就直接判斷其值是否為空。好吧，這么說還是比較抽象。直接上Optional(T value)構(gòu)造函數(shù)的源碼，如下圖所示

那么，of(T value)的源碼如下

public static <T> Optional<T> of(T value) {
    return new Optional<>(value);
}

也就是說of(T value)函數(shù)內(nèi)部調(diào)用了構(gòu)造函數(shù)。根據(jù)構(gòu)造函數(shù)的源碼我們可以得出兩個結(jié)論:

• 通過of(T value)函數(shù)所構(gòu)造出的Optional對象，當(dāng)Value值為空時，依然會報NullPointerException。
• 通過of(T value)函數(shù)所構(gòu)造出的Optional對象，當(dāng)Value值不為空時，能正常構(gòu)造Optional對象。

除此之外呢，Optional類內(nèi)部還維護一個value為null的對象，大概就是長下面這樣的

public final class Optional<T> {
    //省略....
    private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
    private Optional() {
        this.value = null;
    }
    //省略...
    public static<T> Optional<T> empty() {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
        return t;
    }
}

那么，empty（）的作用就是返回EMPTY對象。

好了鋪墊了這么多，可以說ofNullable(T value)的作用了，上源碼

public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
    return value == null ? empty() : of(value);
}

好吧，大家應(yīng)該都看得懂什么意思了。相比較of(T value)的區(qū)別就是，當(dāng)value值為null時，of(T value)會報NullPointerException異常；ofNullable(T value)不會throw Exception，ofNullable(T value)直接返回一個EMPTY對象。

那是不是意味著，我們在項目中只用ofNullable函數(shù)而不用of函數(shù)呢?

不是的，一個東西存在那么自然有存在的價值。當(dāng)我們在運行過程中，不想隱藏NullPointerException。而是要立即報告，這種情況下就用Of函數(shù)。但是不得不承認(rèn)，這樣的場景真的很少。博主也僅在寫junit測試用例中用到過此函數(shù)。

2、orElse(T other)，orElseGet(Supplier<? extends T> other)和orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)

這三個函數(shù)放一組進行記憶，都是在構(gòu)造函數(shù)傳入的value值為null時，進行調(diào)用的。orElse和orElseGet的用法如下所示，相當(dāng)于value值為null時，給予一個默認(rèn)值:

@Test
public void test() {
    User user = null;
    user = Optional.ofNullable(user).orElse(createUser());
    user = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createUser());
    
}
public User createUser(){
    User user = new User();
    user.setName("zhangsan");
    return user;
}

這兩個函數(shù)的區(qū)別：當(dāng)user值不為null時，orElse函數(shù)依然會執(zhí)行createUser()方法，而orElseGet函數(shù)并不會執(zhí)行createUser()方法，大家可自行測試。

至于orElseThrow，就是value值為null時,直接拋一個異常出去，用法如下所示

User user = null;
Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->new Exception("用戶不存在"));

3、map(Function<? super T, ? extends U> mapper)和flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)

這兩個函數(shù)放在一組記憶，這兩個函數(shù)做的是轉(zhuǎn)換值的操作。

直接上源碼

 public final class Optional<T> {
    //省略....
     public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {
        Objects.requireNonNull(mapper);
        if (!isPresent())
            return empty();
        else {
            return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));
        }
    }
    //省略...
     public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper) {
        Objects.requireNonNull(mapper);
        if (!isPresent())
            return empty();
        else {
            return Objects.requireNonNull(mapper.apply(value));
        }
    }
}

這兩個函數(shù)，在函數(shù)體上沒什么區(qū)別。唯一區(qū)別的就是入?yún)ⅲ琺ap函數(shù)所接受的入?yún)㈩愋蜑?code style="margin-right: 2px;margin-left: 2px;padding: 2px 4px;max-width: 100%;font-size: 14px;border-radius: 4px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.047);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(150, 84, 181);box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important;">Function<? super T, ? extends U>，而flapMap的入?yún)㈩愋蜑?code style="margin-right: 2px;margin-left: 2px;padding: 2px 4px;max-width: 100%;font-size: 14px;border-radius: 4px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.047);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(150, 84, 181);box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important;">Function<? super T, Optional<U>>。

在具體用法上，對于map而言：

如果User結(jié)構(gòu)是下面這樣的

public class User {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
}

這時候取name的寫法如下所示

String city = Optional.ofNullable(user).map(u-> u.getName()).get();

對于flatMap而言:

如果User結(jié)構(gòu)是下面這樣的

public class User {
    private String name;
    public Optional<String> getName() {
        return Optional.ofNullable(name);
    }
}

這時候取name的寫法如下所示

String city = Optional.ofNullable(user).flatMap(u-> u.getName()).get();

4、isPresent()和ifPresent(Consumer<? super T> consumer)

這兩個函數(shù)放在一起記憶，isPresent即判斷value值是否為空，而ifPresent就是在value值不為空時，做一些操作。這兩個函數(shù)的源碼如下

public final class Optional<T> {
    //省略....
    public boolean isPresent() {
        return value != null;
    }
    //省略...
    public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
        if (value != null)
            consumer.accept(value);
    }
}

需要額外說明的是，大家千萬不要把

if (user != null){
   // TODO: do something
}

給寫成

User user = Optional.ofNullable(user);
if (Optional.isPresent()){
   // TODO: do something
}

因為這樣寫，代碼結(jié)構(gòu)依然丑陋。博主會在后面給出正確寫法

至于ifPresent(Consumer<? super T> consumer)，用法也很簡單，如下所示

Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{
    // TODO: do something
});

5、filter(Predicate<? super T> predicate)

不多說，直接上源碼

public final class Optional<T> {
    //省略....
   Objects.requireNonNull(predicate);
        if (!isPresent())
            return this;
        else
            return predicate.test(value) ? this : empty();
}

filter 方法接受一個 Predicate 來對 Optional 中包含的值進行過濾，如果包含的值滿足條件，那么還是返回這個 Optional；否則返回 Optional.empty。

用法如下

Optional<User> user1 = Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getName().length()<6);

如上所示，如果user的name的長度是小于6的，則返回。如果是大于6的，則返回一個EMPTY對象。

實戰(zhàn)使用

例一

在函數(shù)方法中

以前寫法

public String getCity(User user)  throws Exception{
        if(user!=null){
            if(user.getAddress()!=null){
                Address address = user.getAddress();
                if(address.getCity()!=null){
                    return address.getCity();
                }
            }
        }
        throw new Excpetion("取值錯誤"); 
    }

JAVA8寫法

public String getCity(User user) throws Exception{
    return Optional.ofNullable(user)
                   .map(u-> u.getAddress())
                   .map(a->a.getCity())
                   .orElseThrow(()->new Exception("取指錯誤"));
}

例二

比如，在主程序中

以前寫法

if(user!=null){
    dosomething(user);
}

JAVA8寫法

Optional.ofNullable(user)
    .ifPresent(u->{
        dosomething(u);
});

例三

以前寫法

public User getUser(User user) throws Exception{
    if(user!=null){
        String name = user.getName();
        if("zhangsan".equals(name)){
            return user;
        }
    }else{
        user = new User();
        user.setName("zhangsan");
        return user;
    }
}

java8寫法

public User getUser(User user) {
    return Optional.ofNullable(user)
                   .filter(u->"zhangsan".equals(u.getName()))
                   .orElseGet(()-> {
                        User user1 = new User();
                        user1.setName("zhangsan");
                        return user1;
                   });
}

其他的例子，不一一列舉了。不過采用這種鏈?zhǔn)骄幊?，雖然代碼優(yōu)雅了。但是，邏輯性沒那么明顯，可讀性有所降低，大家項目中看情況酌情使用。

<END>

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