Optional 是個好東西，你真的會用么？

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(jìn)行詳細(xì)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(jìn)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??Optional?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(hù)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?Optional?empty()?{??
????????@SuppressWarnings("unchecked")??
????????Optional?t?=?(Optional)?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??Optional?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 other)和orElseThrow(Supplier exceptionSupplier)

這三個函數(shù)放一組進(jìn)行記憶，都是在構(gòu)造函數(shù)傳入的value值為null時，進(jìn)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 mapper)和flatMap(Function> 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?Optional?map(Functionsuper?T,???extends?U>?mapper)?{??
????????Objects.requireNonNull(mapper);??
????????if?(!isPresent())??
????????????return?empty();??
????????else?{??
????????????return?Optional.ofNullable(mapper.apply(value));??
????????}??
????}??
????//省略...??
?????public?Optional?flatMap(Functionsuper?T,?Optional>?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)?，map函數(shù)所接受的入?yún)㈩愋蜑?code style="font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;color: rgb(30, 107, 184);background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;">Function，而flapMap的入?yún)㈩愋蜑?code style="font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;color: rgb(30, 107, 184);background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;">Function>。（搜索公眾號Java知音，回復(fù)“2021”，送你一份Java面試題寶典）

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?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 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(Consumersuper?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 consumer)，用法也很簡單，如下所示

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

5、filter(Predicate 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(jìn)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。（搜索公眾號Java知音，回復(fù)“2021”，送你一份Java面試題寶典）

用法如下

Optional?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)骄幊蹋m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。最后，關(guān)注公眾號Java筆記蝦，后臺回復(fù)“后端面試”，送你一份面試題寶典！