Java8特性之Optional

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1 概述

Java 8由Oracle公司于2014年3月18日发布，至今已过去数年之久。然而，直到今日仍有许多软件开发者对其相关特性不了解，这可能主要是Java教材更新缓慢的原因。为了使大家对与Java8的特性有全面系统的了解，本公众号将连续几篇文章介绍Java8中的各个特性。

Java8中新增的特性主要有：

Lambda 表达式 − Lambda允许把函数作为一个方法的参数（函数作为参数传递进方法中。
方法引用 − 方法引用提供了非常有用的语法，可以直接引用已有Java类或对象（实例）的方法或构造器。与lambda联合使用，方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁，减少冗余代码。
默认方法 − 默认方法就是一个在接口里面有了一个实现的方法。
新工具 − 新的编译工具，如：Nashorn引擎 jjs、类依赖分析器jdeps。
Stream API −新添加的Stream API（java.util.stream）把真正的函数式编程风格引入到Java中。
Date Time API − 加强对日期与时间的处理。
Optional 类 − Optional 类已经成为 Java 8 类库的一部分，用来解决空指针异常。
Nashorn, JavaScript 引擎 − Java 8提供了一个新的Nashorn javascript引擎，它允许我们在JVM上运行特定的javascript应用。

本文介绍其中的Optional类。其它特性会在后续文章中陆续介绍。

2 Optional类

到目前为止，臭名昭著的空指针异常是导致Java应用程序失败的最常见原因。以前，为了解决空指针异常，Google公司著名的Guava项目引入了Optional类，Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染，它鼓励程序员写更干净的代码。受到Google Guava的启发，Optional类已经成为Java 8类库的一部分。

Optional实际上是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。

常用函数：

of：为非null的值创建一个Optional。of方法通过工厂方法创建Optional类。需要注意的是，创建对象时传入的参数不能为null。如果传入参数为null，则抛出NullPointerException。因此不经常用。
ofNullable：为指定的值创建一个Optional，如果指定的值为null，则返回一个空的Optional。
isPresent：如果值存在返回true，否则返回false。
ifPresent：如果Optional实例有值则为其调用consumer，否则不做处理
get：如果Optional有值则将其返回，否则抛出NoSuchElementException。因此也不经常用。
orElse：如果有值则将其返回，否则返回指定的其它值。
orElseGet：orElseGet与orElse方法类似，区别在于得到的默认值。orElse方法将传入的字符串作为默认值，orElseGet方法可以接受Supplier接口的实现用来生成默认值
orElseThrow：如果有值则将其返回，否则抛出supplier接口创建的异常。
filter：如果有值并且满足断言条件返回包含该值的Optional，否则返回空Optional。
map：如果有值，则对其执行调用mapping函数得到返回值。如果返回值不为null，则创建包含mapping返回值的Optional作为map方法返回值，否则返回空Optional。
flatMap：如果有值，为其执行mapping函数返回Optional类型返回值，否则返回空Optional。

使用Optional，我们就可以把下面这样的代码进行改写。

public static String getName(User u) {
    if (u == null)
        return "Unknown";
    return u.name;
}

不过，千万不要改写成这副样子。

public static String getName(User u) {
    Optional<User> user = Optional.ofNullable(u);
    if (!user.isPresent())
        return "Unknown";
    return user.get().name;
}

这样改写非但不简洁，而且其操作还是和第一段代码一样。无非就是用isPresent方法来替代u==null。这样的改写并不是Optional正确的用法，我们再来改写一次。

public static String getName(User u) {
    return Optional.ofNullable(u)
                    .map(user->user.name)
                    .orElse("Unknown");
}

这样才是正确使用Optional的姿势。那么按照这种思路，我们可以安心的进行链式调用，而不是一层层判断了。

使用举例：

public class TestBean {
    public static void main(String[] args) {
        String nullString = null;
        Optional<String> optionalS1 = Optional.ofNullable(nullString);
        String normalString = "HelloWorld";
        Optional<String> optionalS2 = Optional.ofNullable(normalString);

        System.out.println("s1:" + optionalS1.orElse("None value fund!"));
        System.out.println("s2:" + optionalS2.orElse("None value fund!"));
        System.out.println("---");

        System.out.println(
                optionalS1
                        .map(a -> {System.out.print("do map...  ");return a.concat("+++");})
                        .orElse("None value!")
        );
        System.out.println(
                optionalS2
                        .map(a -> {System.out.print("do map...  ");return a.concat("+++");})
                        .orElse("None value!")
        );
    }
}

运行结果：

s1:None value fund!
s2:HelloWorld
---
None value!
has value.  HelloWorld+++

3 总结

Java8 提供的Optional类使得Java程序更为健壮，防止代码受到空值的污染。

关于Java8中Optional类的介绍就到这里，至此，通过前面的几篇文章和本文，我们对Java8中的特性进行了较为全面的介绍。希望大家在后续的编码中能使用这些特性，编写更加健壮和易读的代码。

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易哥

高级软件架构师

Java8特性之Optional

1 概述

2 Optional类

3 总结

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