Java8 新特性连载——Optional用法详解

用过Java的童鞋应该有很深的体会，Java中经常会出现NPE（NullPointException，空指针）异常，如果不处理好是一件非常头疼的事情，而为了处理NPE需要增加很多代码来避免，造成代码污染，有洁癖的童鞋可能会受不了哇。在Java8之前，这类人就喜欢用Google公司著名的Guava库的Optional类来处理NPE问题，使我们的Java代码更干净，也许是受到Guava启发，Java8也引入了Optional，连名字都一模一样。

一、引子

我们先来看一段代码：

public String getGender(Cat cat) {
 if(null == cat) {
 return "未知";
 }
 if(cat.getGender() == 0) {
 return "公的";
 }
 return "母的";
}

可以看出，为了处理NPE我们写了很多防御性的代码来避免。

二、Optional如何优雅处理NPE

public String getGender(Cat cat) {
 return Optional.ofNullable(cat).map(c -> c.getGender() == 0 ? "公的" : "母的").orElse("未知");
}

简洁、优雅有木有。

三、Optional的实现原理

通过查看Optional源码我们可以看出，Optional的狗子函数是私有的，因此不能直接通过new 来创建Optional对象，它有三个静态方法：

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

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

public static Optional empty() {
 @SuppressWarnings("unchecked")
 Optional t = (Optional) EMPTY;
 return t;
}

三个方法都好理解，唯一要多一句嘴的就是of和ofNullable的区别，从实现上可以知道，of表明Optional包含的对象是绝对不允许为空的，如果为空就会爆NPE，而ofNullable则表示允许为空，最终是不是空交给用户去处理。一般情况下ofNullable可以满足我们绝大部分使用场景。那洁癖的童鞋该问了，有了ofNullable为啥还要of？按我的理解，我认为of的使用场景在于明确必须不为空的情况下，如果为空一定要爆NPE，例如我们创建对象时可以这么写：

Optional.of(new Cat());

这时，我们就必须保证new Cat()不为空，如果为空说明内存溢出了，必须马上爆出异常通知。

Optional还有几个方法做一下解释：

（1）get

public T get() {
 if (value == null) {
 throw new NoSuchElementException("No value present");
 }
 return value;
}

当用Optional.get()时，若包含对象为空，将会抛出NoSuchElementException异常。

（2）isPresent

public boolean isPresent() {
 return value != null;
}

该方法只是做了次判空操作，我觉得在实际应用中是没有什么价值的，因为它只是把判空操作封装成一个方法，仅此而已

（3）ifPresent

public void ifPresent(Consumer super T> consumer) {
 if (value != null)
 consumer.accept(value);
}

该方法接受一个函数式接口Consumer，Consumer与Function类似，只是Function有返回处理结果，而Consumer没有。由于ifPresent内部已经做过判空操作，因此我们可以直接使用无需担心NPE问题。

（4）filter

public Optional filter(Predicate super T> predicate) {
 Objects.requireNonNull(predicate);
 if (!isPresent())
 return this;
 else
 return predicate.test(value) ? this : empty();
}

我们可以通过filter方法对内容进行过滤，例如我们可以过滤出猫龄大于5的猫

public static void filterAge(Cat cat)
 {
 Optional.ofNullable(cat).filter( c -> c.getAge() > 5).ifPresent(c -> System.out.println("The cat age is more than 5."));
}

（5）map

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

map方法用于映射，即通过某种规则将对象映射为另外一个对象，上面我们写的getGender就用了map方法。

（6）orElse、orElseGet、orElseThrow

// 该方法允许Optional处理当内容为空时的替代值，或默认值
public T orElse(T other) {
 return value != null ? value : other;
}
// 该方法允许通过一个Supplier函数接口返回一个其他值
public T orElseGet(Supplier extends T> other) {
 return value != null ? value : other.get();
}
// 该方法是当为空时抛出异常
public  T orElseThrow(Supplier extends X> exceptionSupplier) throws X {
 if (value != null) {
 return value;
 } else {
 throw exceptionSupplier.get();
 }
}

掌握了Optional，我们也可以写出简洁优雅的Java代码。