Optional使用详解

矫情吗；* 2023-10-13 11:43 47阅读 0赞

在文章的开头，先说下NPE问题，NPE问题就是，我们在开发中经常碰到的NullPointerException.假设我们有两个类，他们的UML类图如下图所示

![图片][9001b1bdce691aa9e12bf581dedb7f45.png]

在这种情况下，有如下代码

user.getAddress().getProvince();

这种写法，在user为null时，是有可能报NullPointerException异常的。为了解决这个问题，于是采用下面的写法

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

这种写法是比较丑陋的，为了避免上述丑陋的写法，让丑陋的设计变得优雅。JAVA8提供了Optional类来优化这种写法，接下来的正文部分进行详细说明

## API介绍 ##

先介绍一下API，与其他文章不同的是，本文采取类比的方式来讲，同时结合源码。而不像其他文章一样，一个个API罗列出来，让人找不到重点。

### 1、 `Optional(Tvalue)`,`empty()`,`of(Tvalue)`,`ofNullable(Tvalue)`； ###

这四个函数之间具有相关性，因此放在一组进行记忆。

先说明一下，`Optional(T value)`，即构造函数，它是private权限的，不能由外部调用的。其余三个函数是public权限，供我们所调用。那么，Optional的本质，就是内部储存了一个真实的值，在构造的时候，就直接判断其值是否为空。好吧，这么说还是比较抽象。直接上`Optional(T value)`构造函数的源码，如下图所示

![图片][418cb284e49a83ecbd84c0ee511cc610.png]

那么，**of(T value)** 的源码如下

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

也就是说of(T value)函数内部调用了构造函数。根据构造函数的源码我们可以得出两个结论:

*  通过of(T value)函数所构造出的Optional对象，当Value值为空时，依然会报NullPointerException。
 *  通过of(T value)函数所构造出的Optional对象，当Value值不为空时，能正常构造Optional对象。

除此之外呢，Optional类内部还维护一个value为null的对象，大概就是长下面这样的

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对象。

好了铺垫了这么多，可以说`ofNullable(T value)`的作用了，上源码

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

好吧，大家应该都看得懂什么意思了。相比较`of(T value)`的区别就是，当value值为null时，of(T value)会报NullPointerException异常；`ofNullable(T value)`不会throw Exception，`ofNullable(T value)`直接返回一个`EMPTY`对象。

那是不是意味着，我们在项目中只用`ofNullable`函数而不用of函数呢?

不是的，一个东西存在那么自然有存在的价值。当我们在运行过程中，不想隐藏`NullPointerException`。而是要立即报告，这种情况下就用Of函数。但是不得不承认，这样的场景真的很少。博主也仅在写junit测试用例中用到过此函数。

### 2、`orElse(Tother)`，`orElseGet(Supplier<?extendsT>other)`和`orElseThrow(Supplier<?extendsX>exceptionSupplier)`； ###

这三个函数放一组进行记忆，都是在构造函数传入的value值为null时，进行调用的。`orElse`和`orElseGet`的用法如下所示，相当于value值为null时，给予一个默认值:

@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;
    }

这两个函数的区别：

> 当user值不为null时，`orElse`函数依然会执行createUser()方法，  
> 而`orElseGet`函数并不会执行createUser()方法，大家可自行测试。

至于orElseThrow，就是value值为null时,直接抛一个异常出去，用法如下所示

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

### 3、 `map(Function<?superT,?extendsU>mapper)`和`flatMap(Function<?superT,Optional>mapper)`； ###

这两个函数放在一组记忆，这两个函数做的是转换值的操作。

直接上源码

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

这两个函数，在函数体上没什么区别。唯一区别的就是入参，**map函数**所接受的入参类型为`Function<? super T, ? extends U>`，而**flapMap**的入参类型为`Function<? super T, Optional>`。

在具体用法上，对于map而言：

如果User结构是下面这样的

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

这时候取name的写法如下所示

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

对于flatMap而言:

如果User结构是下面这样的

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

这时候取name的写法如下所示

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

### 4、 `isPresent()`和`ifPresent(Consumer<?superT>consumer)`； ###

这两个函数放在一起记忆，`isPresent`即判断value值是否为空，而`ifPresent`就是在value值不为空时，做一些操作。这两个函数的源码如下

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);
 }
 }

需要额外说明的是，大家千万不要把

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

给写成

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

因为这样写，代码结构依然丑陋。博主会在后面给出正确写法

至于`ifPresent(Consumer<? super T> consumer)`，用法也很简单，如下所示

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

### 5、 `filter(Predicate<?superT>predicate)`； ###

不多说，直接上源码

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

filter 方法接受一个 `Predicate` 来对 `Optional` 中包含的值进行过滤，如果包含的值满足条件，那么还是返回这个 Optional；否则返回 `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的长度是小于6的，则返回。如果是大于6的，则返回一个EMPTY对象。

## 实战使用 ##

### 例一 ###

在函数方法中

以前写法

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("取值错误"); 
        }

JAVA8写法

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

### 例二 ###

比如，在主程序中

以前写法

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

JAVA8写法

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

### 例三 ###

以前写法

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写法

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，不一一列举了。不过采用这种链式编程，虽然代码优雅了。但是，逻辑性没那么明显，可读性有所降低，大家项目中看情况酌情使用。

[9001b1bdce691aa9e12bf581dedb7f45.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/9001b1bdce691aa9e12bf581dedb7f45.png
[418cb284e49a83ecbd84c0ee511cc610.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/418cb284e49a83ecbd84c0ee511cc610.png