Optional详解

　　Optional类的出现是为了更好的处理Java中的空对象，因为对空对象进行调用，会抛出NullPointerException。Java语言的设计其实是希望开发者对指针无感，然而这却是一个例外，可以说有些违背初衷。

对于那些可能为空，也可能非空的对象，使用Optional对其进行包装就可以屏蔽空指针异常。但是Optional也不宜滥用，本来不应为空却为空的对象，使用Optional对其进行包装，虽然屏蔽了空指针异常，却掩盖了真实的问题，以后排查会更难。

 

　　Optional类只有两个属性，分别是value和EMPTY。value是将要被Optional包装的值，而EMPTY则是被Optional包装的null对象。

 

　　Optional类中设计了六类功能，分别为：

　　1. 创建Optional对象

　　2. 判断Optional中的值是否为空

　　3. 读取Optional中的值

　　4. 操作Optional中的值

　　5. Optional中的值为null怎么办

　　6. 过滤Optional对象

 

一、创建Optional对象

 

　　Optional的构造器已经被私有化，开发者不能通过new去创建。但是它提供了三个静态方法来创建Optional对象，分别是：

• empty : 创建一个值为null的Optional对象。一般很少用。
• of : 创建一个非空值的Optional对象。值一定非空，否则将抛出NullPointerException异常。
• ofNullable : 创建一个可能为空值的Optional对象。

Optional<String> empty = Optional.empty();　　// Optional.empty
Optional<String> name = Optional.of("孙悟空");　　// Optional[孙悟空]

String[] arr = {null, "非空"};
int index = new Random().nextInt(2);

Optional<String> result = Optional.ofNullable(arr[index]);
String maybe = person.map(p -> "原来真的" + p).orElse("空的");　　// 如果person不为空，返回"原来真的非空",否则返回"空的"

 

二、判断Optional中的值是否为空

　　Optional类提供了一个isPresent()方法来判断值是否非空，如果非空返回true，否则返回false。

String[] arr = {null, "非空"};
int index = new Random().nextInt(2);

Optional<String> person = Optional.ofNullable(arr[index]);
if (person.isPresent()) {
　　System.out.println(person.get());　　// 如果值非空就返回被包装的非空值
} else {
　　System.out.println(Optional.empty());　　// 如果值为null，则返回EMPTY
}

　　isPresent还有一个重载方法isPresent(Consumer<? super T> consumer)，其中Consumer是一个函数式接口，可以通过函数式接口给方法传递行为，这是Java 8 最牛的两个特性之一（另一个是Stream）。

　　该方法的作用是Optional中的值非空，就执行isPresent方法，否则就不执行。如果执行了isPresent方法，至于在isPresent方法中要干什么事，则是借助Consumer函数式接口来传递。

String[] arr = {null, "非空"};
int index = new Random().nextInt(2);

Optional.ofNullable(arr[index])
　　.ifPresent(x -> System.out.println("原来真的" + x));　　// 如果arr[index]非空，就输出"原来真的非空"

 

三、读取Optional中的值

　　Optional类提供了一个get方法用来读取被包装的值，当值非空时，获取该值，否则抛出NoSuchElementException异常。这个方法必须要结合isPresent()一起用，先判断再取值。但是如果是这样，那我们压根就不需要使用Optional对值进行包装，直接用if对值进行判空，更简洁明了。所以这个方法用的不多。

String[] arr = {null, "非空"};
int index = new Random().nextInt(2);

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(arr[index]);
if (optional.isPresent()) {
　　String s = optional.get();
}

 

四、操作Optional中的值

　　Optional中提供了map和flatMap方法对Optional中的value进行操作，然后返回包装新值的Optional对象。

 

• map : 如果Optional中的value非空，对value操作之后返回新值的Optional对象。如果value为空，则返回Optional的空对象。

String[] arr = {null, "非空"};
int index = new Random().nextInt(2);

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(arr[index]);
Optional<String> s = optional.map(e -> "原来真的" + e);

 

• flatMap : 如果Optional中的value非空，对value操作之后返回新值的Optional对象，但是新值的Optional对象需要开发者手动封装。如果value为空，则返回Optional的空对象。

String[] arr = {null, "非空"};
int index = new Random().nextInt(2);

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(arr[index]);
Optional<String> s = optional.flatMap(e -> Optional.of("原来真的" + e));

　　为什么会有这种区别，查看源码可以看到，map函数的返回值是Optional.ofNullable(mapper.apply(value))，已经被Optional封装了。而flatMap函数的返回值是Objects.requireNonNull(mapper.apply(value))，它没有被Optional封装，然而flatMap要求返回值是Optional<U>，所以只能手动封装。

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));
    }
}

　　flatMap这种设计在多个Optional的链式调用时会用到。

 

五、Optional中的值为null怎么办

　　Optional提供了三个方法：orElse、orElseGet 和 orElseThrow，这三个方法都是如果有非空值，就获取值，否则做对应的处理，具体如下：

• orElse：当Optional中的值为空时，给Optional设置一个默认值。

String[] arr = {null, "非空"};
int index = new Random().nextInt(2);

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(arr[index]);
String s = optional.orElse("");　　// 要么是 "非空"，要么是 ""

　　注意到如果optional非空时，并没有通过get取获取其中的值，orElse方法也可以获取。可以查看如下源码可知，如果value非空，返回value，否则返回other。

public T orElse(T other) {
    return value != null ? value : other;
}

 

• orElseGet：当Optional中的值为空时，执行Supplier行为，通过这个行为给value设置默认值。这个方法存在是因为，有时候默认值无法简单给出，而是需要通过一系列的逻辑之后才能获得，这时候orElse方法就无法满足，只能使用这个方法。

String[] arr = {null, "非空"};
int index = new Random().nextInt(2);

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(arr[index]);
String s = optional.orElseGet(() -> {
　　System.out.println("一系列逻辑"); 
　　return "一系列逻辑之后获取的新值"; 
});

 

• orElseThrow：当Optional中的值为空时，抛出一个异常。

String[] arr = {null, "非空"};
int index = new Random().nextInt(2);

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(arr[index]);
String s = optional.orElseThrow(() -> new RuntimeException("没有值啊"));

 

六、过滤Optional对象

　　通常我们说过滤都是针对一个列表，然而这里却是针对一个Optional对象，满足条件原样返回，不满足条件返回EMPTY

　　Optional中提供一个 filter 方法来决定是否返回这个Optional对象，该方法接收函数式接口断言Predicate为入参，如果断言为真且value非空，则返回value非空的Optional对象，否则返回EMPTY；

Integer[] arr = {null, 10,  100};
int index = new Random().nextInt(3);

Optional<Integer> optional = Optional.ofNullable(arr[index]);
Optional<Integer> integer = optional.filter(t -> t > 50);　　// 当arr[index]为null和10时，都是返回EMPTY

 

以上是Optional类的全部功能。