這篇文章主要介紹如何使用Java中的Optional，文中介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

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從Java8 引入的一個(gè)很有趣的特性是Optional類。Optional類主要解決的問題是臭名昭著的空指針異常(NullPointerException) 每個(gè) Java 程序員都非常了解的異常。

本質(zhì)上，這是一個(gè)包含有可選值的包裝類，這意味著 Optional 類既可以含有對象也可以為空。

Optional 是 Java 實(shí)現(xiàn)函數(shù)式編程的強(qiáng)勁一步，并且?guī)椭诜妒街袑?shí)現(xiàn)。但是 Optional 的意義顯然不止于此。

我們從一個(gè)簡單的用例開始。在 Java 8 之前，任何訪問對象方法或?qū)傩缘恼{(diào)用都可能導(dǎo)致 NullPointerException ：

String isocode = user.getAddress().getCountry().getIsocode().toUpperCase();

在這個(gè)小示例中，如果我們需要確保不觸發(fā)異常，就得在訪問每一個(gè)值之前對其進(jìn)行明確地檢查：

if (user != null) {     Address address = user.getAddress();     if (address != null) {         Country country = address.getCountry();         if (country != null) {             String isocode = country.getIsocode();             if (isocode != null) {                 isocode = isocode.toUpperCase();             }         }     } }

你看到了，這很容易就變得冗長，難以維護(hù)。

為了簡化這個(gè)過程，我們來看看用 Optional 類是怎么做的。從創(chuàng)建和驗(yàn)證實(shí)例，到使用其不同的方法，并與其它返回相同類型的方法相結(jié)合，下面是見證  Optional 奇跡的時(shí)刻。

創(chuàng)建 Optional 實(shí)例

重申一下，這個(gè)類型的對象可能包含值，也可能為空。你可以使用同名方法創(chuàng)建一個(gè)空的 Optional。

@Test(expected = NoSuchElementException.class) public void whenCreateEmptyOptional_thenNull() {     Optional emptyOpt = Optional.empty();     emptyOpt.get(); }

毫不奇怪，嘗試訪問 emptyOpt 變量的值會導(dǎo)致 NoSuchElementException 。

你可以使用 of() 和 ofNullable() 方法創(chuàng)建包含值的 Optional 。兩個(gè)方法的不同之處在于如果你把 null 值作為參數(shù)傳遞進(jìn)去，  of() 方法會拋出 NullPointerException ：

@Test(expected = NullPointerException.class) public void whenCreateOfEmptyOptional_thenNullPointerException() {     Optional opt = Optional.of(user); }

你看，我們并沒有完全擺脫 NullPointerException 。因此，你應(yīng)該明確對象不為 null 的時(shí)候使用 of() 。

如果對象即可能是 null 也可能是非 null，你就應(yīng)該使用 ofNullable() 方法：

Optional opt = Optional.ofNullable(user);

訪問 Optional 對象的值

從 Optional 實(shí)例中取回實(shí)際值對象的方法之一是使用 get() 方法：

@Test public void whenCreateOfNullableOptional_thenOk() {     String name = "John";     Optional opt = Optional.ofNullable(name);      assertEquals("John", opt.get()); }

不過，你看到了，這個(gè)方法會在值為 null 的時(shí)候拋出異常。要避免異常，你可以選擇首先驗(yàn)證是否有值：

@Test public void whenCheckIfPresent_thenOk() {     User user = new User("john@gmail.com", "1234");     Optional opt = Optional.ofNullable(user);     assertTrue(opt.isPresent());      assertEquals(user.getEmail(), opt.get().getEmail()); }

檢查是否有值的另一個(gè)選擇是 ifPresent() 方法。該方法除了執(zhí)行檢查，還接受一個(gè) Consumer(消費(fèi)者 )  參數(shù)，如果對象不是空的，就對執(zhí)行傳入的 Lambda 表達(dá)式：

opt.ifPresent( u -> assertEquals(user.getEmail(), u.getEmail()));

這個(gè)例子中，只有 user 用戶不為 null 的時(shí)候才會執(zhí)行斷言。

接下來，我們來看看提供空值的方法。

返回默認(rèn)值

Optional 類提供了 API 用以返回對象值，或者在對象為空的時(shí)候返回默認(rèn)值。

這里你可以使用的***個(gè)方法是 orElse() ，它的工作方式非常直接，如果有值則返回該值，否則返回傳遞給它的參數(shù)值：

@Test public void whenEmptyValue_thenReturnDefault() {     User user = null;     User user2 = new User("anna@gmail.com", "1234");     User result = Optional.ofNullable(user).orElse(user2);      assertEquals(user2.getEmail(), result.getEmail()); }

這里 user 對象是空的，所以返回了作為默認(rèn)值的 user2 。

如果對象的初始值不是 null，那么默認(rèn)值會被忽略：

@Test public void whenValueNotNull_thenIgnoreDefault() {     User user = new User("john@gmail.com","1234");     User user2 = new User("anna@gmail.com", "1234");     User result = Optional.ofNullable(user).orElse(user2);      assertEquals("john@gmail.com", result.getEmail()); }

第二個(gè)同類型的 API 是 orElseGet() —— 其行為略有不同。這個(gè)方法會在有值的時(shí)候返回值，如果沒有值，它會執(zhí)行作為參數(shù)傳入的  Supplier(供應(yīng)者) 函數(shù)式接口，并將返回其執(zhí)行結(jié)果：

User result = Optional.ofNullable(user).orElseGet( () -> user2);

orElse() 和 orElseGet() 的不同之處

乍一看，這兩種方法似乎起著同樣的作用。然而事實(shí)并非如此。我們創(chuàng)建一些示例來突出二者行為上的異同。

我們先來看看對象為空時(shí)他們的行為：

@Test public void givenEmptyValue_whenCompare_thenOk() {     User user = null     logger.debug("Using orElse");     User result = Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser());     logger.debug("Using orElseGet");     User result2 = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createNewUser()); }  private User createNewUser() {     logger.debug("Creating New User");     return new User("extra@gmail.com", "1234"); }

上面的代碼中，兩種方法都調(diào)用了 createNewUser() 方法，這個(gè)方法會記錄一個(gè)消息并返回 User 對象。

代碼輸出如下：

Using orElse Creating New User Using orElseGet Creating New User

由此可見，當(dāng)對象為空而返回默認(rèn)對象時(shí)，行為并無差異。

我們接下來看一個(gè)類似的示例，但這里 Optional 不為空：

@Test public void givenPresentValue_whenCompare_thenOk() {     User user = new User("john@gmail.com", "1234");     logger.info("Using orElse");     User result = Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser());     logger.info("Using orElseGet");     User result2 = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createNewUser()); }

這次的輸出：

Using orElse Creating New User Using orElseGet

這個(gè)示例中，兩個(gè) Optional 對象都包含非空值，兩個(gè)方法都會返回對應(yīng)的非空值。不過， orElse() 方法仍然創(chuàng)建了 User 對象。 與之相反，  orElseGet() 方法不創(chuàng)建 User 對象。

在執(zhí)行較密集的調(diào)用時(shí)，比如調(diào)用 Web 服務(wù)或數(shù)據(jù)查詢， 這個(gè)差異會對性能產(chǎn)生重大影響 。

返回異常

除了 orElse() 和 orElseGet() 方法，Optional 還定義了 orElseThrow() API ——  它會在對象為空的時(shí)候拋出異常，而不是返回備選的值：

@Test(expected = IllegalArgumentException.class) public void whenThrowException_thenOk() {     User result = Optional.ofNullable(user)       .orElseThrow( () -> new IllegalArgumentException()); }

這里，如果 user 值為 null，會拋出 IllegalArgumentException 。

這個(gè)方法讓我們有更豐富的語義，可以決定拋出什么樣的異常，而不總是拋出 NullPointerException 。

現(xiàn)在我們已經(jīng)很好地理解了如何使用 Optional，我們來看看其它可以對 Optional 值進(jìn)行轉(zhuǎn)換和過濾的方法。

轉(zhuǎn)換值

有很多種方法可以轉(zhuǎn)換 Optional 的值。我們從 map() 和 flatMap() 方法開始。

先來看一個(gè)使用 map() API 的例子：

@Test public void whenMap_thenOk() {     User user = new User("anna@gmail.com", "1234");     String email = Optional.ofNullable(user)       .map(u -> u.getEmail()).orElse("default@gmail.com");      assertEquals(email, user.getEmail()); }

map() 對值應(yīng)用(調(diào)用)作為參數(shù)的 函數(shù) ，然后將返回的值包裝在 Optional 中。 這就使對返回值進(jìn)行鏈試調(diào)用的操作成為可能 ——  這里的下一環(huán)就是 orElse() 。

相比這下， flatMap() 也需要 函數(shù) 作為參數(shù)，并對值調(diào)用這個(gè)函數(shù)，然后直接返回結(jié)果。

下面的操作中，我們給 User 類添加了一個(gè)方法，用來返回 Optional ：

public class User {         private String position;      public Optional getPosition() {         return Optional.ofNullable(position);     }      //... }

既然 getter 方法返回 String 值的 Optional ，你可以在對 User 的 Optional 對象調(diào)用 flatMap()  時(shí)，用它作為參數(shù)。其返回的值是解除包裝的 String 值：

@Test public void whenFlatMap_thenOk() {     User user = new User("anna@gmail.com", "1234");     user.setPosition("Developer");     String position = Optional.ofNullable(user)       .flatMap(u -> u.getPosition()).orElse("default");      assertEquals(position, user.getPosition().get()); }

過濾值

除了轉(zhuǎn)換值之外， Optional 類也提供了按條件“過濾”值的方法。

filter() 接受一個(gè) Predicate 參數(shù) ，返回測試結(jié)果為 true 的值。如果測試結(jié)果為 false，會返回一個(gè)空的 Optional  。

來看一個(gè)根據(jù)基本的電子郵箱驗(yàn)證來決定接受或拒絕 User (用戶) 的示例：

@Test public void whenFilter_thenOk() {     User user = new User("anna@gmail.com", "1234");     Optional result = Optional.ofNullable(user)       .filter(u -> u.getEmail() != null && u.getEmail().contains("@"));      assertTrue(result.isPresent()); }

如果通過過濾器測試， result 對象會包含非空值。

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