1 导读
NullPointerException 在开发过程中经常遇到，稍有不慎小 BUG 就出现了，如果避免这个问题呢，Optional 就是专门解决这个问题的类，那么 Optional 如何使用呢？让我们一起探索一下吧！
2 源码解析
2.1 Optional 定义
Optional 类是 Java8 为了解决 null 值判断问题而创建的容器类，在 java.util 下,使用 Optional 类可以避免显式的 null 值判断，避免 null 导致的 NullPointerException。首先，Optional 是一个容器，它可以保存类型 T 的值，也可以为 null 的容器对象。Optional 容器只能存一个值。
2.2 Optional 的属性
1）源码：
/** * Common instance for {@code empty()}. */private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();/** * If non-null, the value; if null, indicates no value is present */private final T value;
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根据源码可以看到 Optional 有两个属性，一个是为空值准备的 EMPTY 和泛型值 value;
2.3 Optional 的方法
Optional 除 toString()、hashCode() 、equals()等 Object 的方法外，还包含以下方法。
2.3.1 私有构造方法
/** * Constructs an empty instance. * * @implNote Generally only one empty instance, {@link Optional#EMPTY}, * should exist per VM. */private Optional() { this.value = null;}/*** Constructs an instance with the value present.** @param value the non-null value to be present* @throws NullPointerException if value is null*/private Optional(T value) { this.value = Objects.requireNonNull(value);}
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分别是创建一个空实例和构造一个具有当前值的实例。
2.3.2 创建方法
1）源码
public static<T> Optional<T> empty() { @SuppressWarnings("unchecked") Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY; return t;}public static <T> Optional<T> of(T value) { return new Optional<>(value);}public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) { return value == null ? empty() : of(value);}
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2）方法说明
empty(）: 创建一个空的 Optional 实例
of(T t) : 创建一个 Optional 实例，当 t 为 null 时抛出异常
ofNullable(T t): 创建一个 Optional 实例，但当 t 为 null 时不会抛出异常，而是返回一个空的实例
3）测试代码
public static void main(String[] args) { Integer value1 = null; Integer value2 = 1; try { Optional<Integer> optional1 = Optional.empty(); System.out.println("optional1创建了"); }catch (Exception e){ System.out.println("optional1失败了"); } try { Optional<Integer> optional2 = Optional.of(value1); System.out.println("optional2创建了"); }catch (Exception e){ System.out.println("optional2失败了"); } try { Optional<Integer> optional3 = Optional.ofNullable(value1); System.out.println("optional3创建了"); }catch (Exception e){ System.out.println("optional3失败了"); } try { Optional<Integer> optional4 = Optional.of(value2); System.out.println("optional4创建了"); }catch (Exception e){ System.out.println("optional4失败了"); } try { Optional<Integer> optional5 = Optional.ofNullable(value2); System.out.println("optional5创建了"); }catch (Exception e){ System.out.println("optional5失败了"); }}
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4）运行结果
2.3.3 值获取方法
1）源码
public T get() { if (value == null) { throw new NoSuchElementException("No value present"); } return value;}
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2）方法说明
get(): 如果 Optional 不为空，则返回该 Optional 容器中的值，否则抛出 NoSuchElementExceptio 。
3）测试代码
public static void main(String[] args) { Integer value1 = null; Integer value2 = 1; Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(value1); Optional<Integer> optional2 = Optional.of(value2); try { Integer result=optional1.get(); System.out.println("optional1的值是："+result); }catch (Exception e){ System.out.println("optional1的值获取失败,原因:"+e.getMessage()); } try { Integer result=optional2.get(); System.out.println("optional2的值是："+result); }catch (Exception e){ System.out.println("optional2的值获取失败,原因:"+e.getMessage()); }}
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4）运行结果
2.3.4 判断方法
1）源码
public boolean isPresent() { return value != null;}public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) { if (value != null) consumer.accept(value);}public T orElse(T other) { return value != null ? value : other; } public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) { return value != null ? value : other.get();}public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X { if (value != null) { return value; } else { throw exceptionSupplier.get(); }}
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2）方法说明
isPresent(): 判断 optional 是否为空，如果空则返回 false，否则返回 true
ifPresent(Consumer c): 如果 optional 不为空，则将 optional 中的对象传给 Comsumer 函数
orElse(T other): 如果 optional 不为空，则返回 optional 中的对象；如果为 null，则返回 other 这个对象。
orElseGet(Supplier other): 如果 optional 不为空，则返回 optional 中的对象；如果为 null，否则调用其他函数并返回调用的结果
orElseThrow(Supplier exception): 如果 optional 不为空，则返回 optional 中的对象；如果为 null，则抛出 Supplier 函数生成的异常
3）测试代码
public static void main(String[] args) { Integer value1 = null; Integer value2 = 1; Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(value1); Optional<Integer> optional2 = Optional.of(value2); try { if(optional1.isPresent()){ System.out.println("optional1的isPresent结果不为空"); }else{ System.out.println("optional1的isPresent结果为空"); } }catch (Exception e){ System.out.println("optional1的isPresent判空失败,原因:"+e.getMessage()); } try { if(optional2.isPresent()){ System.out.println("optional2的isPresent结果不为空"); }else{ System.out.println("optional2的isPresent结果为空"); } }catch (Exception e){ System.out.println("optional2的isPresent判空失败,原因:"+e.getMessage()); } optional1.ifPresent(t->{ int i =t+1; System.out.println("optional1处理后的值是"+i); }); optional2.ifPresent(t->{ int i =t+1; System.out.println("optional2处理后的值是"+i);}); Integer value3 = 2; Integer result = optional1.orElse(value3); System.out.println("optional1执行orElse处理后的值是"+result); result = optional2.orElse(value3); System.out.println("optional2执行orElse处理后的值是"+result); result = optional1.orElseGet(()-> new Integer(-1)); System.out.println("optional1执行orElseGet处理后的值是"+result); result = optional2.orElseGet(()-> new Integer(-1)); System.out.println("optional2执行orElseGet处理后的值是"+result); try { result = optional1.orElseThrow (()-> new RuntimeException("值是空的")); System.out.println("optional1执行orElseThrow处理后的值是"+result); }catch (Exception e){ System.out.println("optional1的orElseThrow抛出异常:"+e.getMessage()); } try { result = optional2.orElseThrow (()-> new RuntimeException("值是空的")); System.out.println("optional2执行orElseThrow处理后的值是"+result); }catch (Exception e){ System.out.println("optional2的orElseThrow抛出异常:"+e.getMessage());
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4）运行结果
2.3.5 过滤方法
1）源码
public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) { Objects.requireNonNull(predicate); if (!isPresent()) return this; else return predicate.test(value) ? this : empty();}
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2）方法说明
filter(Predicate p): 如果 optional 不为空，则执行 Predicate p，如果 p 的结果为 true，则返回原本的 optional，否则返回空的 optional
3）测试代码
public static void main(String[] args) { Integer value1 = 5; Integer value2 = 6; Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(value1); Optional<Integer> optional2 = Optional.of(value2); Optional<Integer> result =optional1.filter(t->t > 5); System.out.println("optional1的filter后的值:"+result); result =optional2.filter(t->t > 5); System.out.println("optional2的filter后的值:"+result);
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4）运行结果
2.3.6 映射方法
1）源码
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)); }}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)); }}
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2）方法说明
map(Function mapper): 如果存在一个值，则对其应用提供的映射函数，如果结果非空，则返回描述结果的 Optional。 否则返回一个空的 Optional。
flatMap(Function< T,Optional> mapper): 如果有值，则对其应用提供的可选映射函数，返回结果，否则返回空的可选函数。 这个方法类似于 map(Function)，但是提供的映射器的结果已经是一个可选的，如果调用，flatMap 不会用额外的可选的包装它。
区别：map 会自动将 u 放到 optional 中，而 flatMap 则需要手动给 u 创建一个 optional
3）测试代码
public static void main(String[] args) { User user1 = null; User user2 = new User("user2名字",19); Optional<User> optional1 = Optional.ofNullable(user1); Optional<User> optional2 = Optional.of(user2); System.out.println("=========map=========="); System.out.println("optional1的map前的值:"+optional1); Optional<String> result =optional1.map(t->t.getName()); System.out.println("optional1的map后的值:"+result); System.out.println("optional2的map前的值:"+optional2); result =optional2.map(t->t.getName()); System.out.println("optional2的map后的值:"+result); System.out.println("===========flatMap========"); System.out.println("optional1的flatMap前的值:"+optional1); Optional<Integer> result2 =optional1.flatMap(t->Optional.ofNullable(t.getAge())); System.out.println("optional1的flatMap后的值:"+result2); System.out.println("optional2的flatMap前的值:"+optional2); result2 =optional2.flatMap(t->Optional.ofNullable(t.getAge())); System.out.println("optional2的flatMap后的值:"+result2); }public class User { String name; Integer age; public User(String name,Integer age){ this.name = name; this.age=age; } public String getName() { return name; } public Integer getAge() { return age;
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4）运行结果
3 应用实例
3.1 错误用法
由于 Optional 并没有实现 Serializable 接口,所以不能作为类的属性。
不要把 Optional 作为方法的参数。
把 if(x!=null)直接换成 Optional.ofNullable(x).isPresent(),这样有过度编码的嫌疑。
直接使用 Optional.get()的返回值进行操作，String result =Optional.ofNullable(null).get().toString()；这样还是会抛出异常的。
3.2 建议用法
A 类有属性 B 类，B 类有属性 C 类,C 类有 name 这个字段。使用 Optional 之前:
if(atest!=null){ Btest btest =atest.getBtest(); if(btest!=null){ Ctest ctest = btest.getCtest(); if (ctest != null) { name =ctest.getName(); } }}
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使用 Optional 之后:
name = Optional.ofNullable(atest).map(t->t.getBtest()).map(t->t.getCtest()).map(t->t.getName()).orElse("默认值");
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代码是不是看上去更整洁了呢？
4 总结
通过对 Optional 源码解析和用例测试代码的运行结果，可以看出使用 Optional 可以优化 null 值判断代码，让代码变得更加优雅和整洁。
作者：陈昌浩
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