java8 新特性 -Optional的常见用法

1. Optional

一、 简介

Opitonal是java8引入的一个新类，目的是为了解决空指针异常问题。本质上，这是一个包含有可选值的包装类，这意味着 Optional 类既可以含有对象也可以为空。

Optional 是 Java 实现函数式编程的强劲一步，并且帮助在范式中实现。但是 Optional 的意义显然不止于此。

二、Java8 之前，空指针异常判断

java在使用对象过程中，访问任何方法或属性都可能导致 NullPointerException：

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

在这个小示例中，如果我们需要确保不触发异常，就得在访问每一个值之前对其进行明确地检查：

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();
}

为了简化这个过程，我们来看看用Optional类是怎么做的。

三、Optional的使用

1、创建Optional实例

​ 重申一下，这个类型的对象可能包含值，也可能为空。你可以使用同名方法创建一个空的 Optional。

		// 创建一个空的 Optional
        Optional<User> empty = Optional.empty();
        // 获取Optional的值
        empty.get();

​ 毫不奇怪，尝试访问 emptyOpt 变量的值会导致 NoSuchElementException。

​ 你可以使用 of() 和 ofNullable() 方法创建包含值的 Optional。两个方法的不同之处在于如果你把 null 值作为参数传递进去，of() 方法会抛出 NullPointerException:

 User user = null;
Optional<User> user = Optional.of(user);

​ 因此，你应该明确对象不为 null 的时候使用 of()。

​ 如果对象即可能是 null 也可能是非 null，你就应该使用 ofNullable() 方法：

 User user = null;
Optional<User> opt = Optional.ofNullable(null);

2，访问 Optional 对象的值

从 Optional 实例中取回实际值对象的方法之一是使用 get() 方法：

String name = "John";
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(name);
assertEquals("John", opt.get());	

不过，你看到了，这个方法会在值为 null的时候抛出异常。要避免异常，你可以选择首先验证是否有值：

		User user = new User("湖南");
        Optional<User> opt = Optional.ofNullable(user);
        // opt 是否为Null
        System.out.println(opt.isPresent() ? "存在" : "不存在");
        // 不为null时执行的操作 这里也可以写成lambda方式
        opt.ifPresent(new Consumer<User>() {
            @Override
            public void accept(User user) {
				 System.out.println(user);
            }
        });

在我们的开发中，NullPointerException可谓是随时随处可见，为了避免空指针异常，我们常常需要进行 一
些防御式的检查，所以在代码中常常可见if(obj != null) 这样的判断。幸好在JDK1.8中，java为我们提供了
一个Optional类，Optional类能让我们省掉繁琐的非空的判断。下面先说一下Optional中为我们提供的方法。

接下来，我们来看看提供空值的方法。

3，返回默认值

分ptional类提供了API用以返回对象值，或者在对象为空的时候返回默认值：orElse()，
如果有值则返回该值，否则返回传递给它的参数值：

        User user = null;
        User user1 = new User("湖南");
		// 当user 为空时 返回orElse中的默认值
        User result = Optional.ofNullable(user).orElse(user1);
        System.out.println(result);
        // 执行结果
        User(address=湖南)

​ 第二个同类型 Api 则有所不同，这个方法会在有值的时候返回值，如果没有值，它会执行作为参数传入的 Supplier(供应者) 函数式接口，并将返回其执行结果：

也就是说，其返回的结果是由我们所创建的

        User user = null;
        // 当user 为空时 返回orElseGet 函数式接口中定义的返回值
        User result = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> new User("默认"));
        System.out.println(result);

下面我们来看一个示例，突出二者的区别：

注意： 这里的Optional不是空的哦

public static void main(String[] args) {
        User user = new User("湖南"); 
        User user1 = (User) Optional.ofNullable(user).orElse(createUser("orElse"));
        User result = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createUser("orElseGet"));
        System.out.println(result);
    }

    private static User createUser(String str) {
        log.info("{} 创建的对象--", str);
        return new User("默认值");
    }
//  执行结果
[INFO ] 2022-09-12 13:40:30,987(0) --> [main] look.word.Optional.Demo2.createUser(Demo2.java:31): orElse 创建的对象--  
User(address=湖南)
User(address=湖南)

可以看到，这个示例中，两个 Optional 对象都包含非空值，两个方法都会返回对应的非空值。不过，orElse() 方法仍然创建了 User 对象。与之相反，orElseGet() 方法不创建 User 对象。

在执行较密集的调用时，比如调用 Web 服务或数据查询，这个差异会对性能产生重大影响。

5、返回异常 (常用)

除了 orElse() 和 orElseGet() 方法，Optional 还定义了 orElseThrow() API —— 它会在对象为空的时候抛出异常，而不是返回备选的值：

User result = Optional.ofNullable(user).orElseThrow( () -> new IllegalArgumentException());

这里，如果 user 值为 null，会抛出 IllegalArgumentException。

这个方法让我们有更丰富的语义，可以决定抛出什么样的异常，而不总是抛出 NullPointerException。

现在我们已经很好地理解了如何使用 Optional，我们来看看其它可以对 Optional 值进行转换和过滤的方法。

6、转换值

有很多种方法可以转换 Optional 的值。我们从 map() 和 flatMap() 方法开始。

先来看一个使用 map() API 的例子：

		User user = new User("湖南");
        String address = Optional.ofNullable(user).map(u -> u.getAddress()).orElse("默认！");
        System.out.println(address.equals(user.getAddress())?"相同":"不相同");
	// 执行结果  User user = new User(); 结果 为 不相同 
	// 相同 

map() 对值应用(调用)作为参数的函数，然后将返回的值包装在 Optional 中。这就使对返回值进行链试调用的操作成为可能 —— 这里的下一环就是 orElse()。

相比这下，flatMap() 也需要函数作为参数，并对值调用这个函数，然后直接返回结果。

下面的操作中，我们给 User 类添加了一个方法，用来返回 Optional：

		User user = new User();
        String address = Optional.ofNullable(user)
                .flatMap(u -> Optional.ofNullable(u.getAddress()))
                .orElse("默认！");
        System.out.println(address.equals(user.getAddress()) ? "相同" : "不相同");
	// 执行结果  User user = new User(); 结果 为 不相同 
	// 相同 

二者区别：

简单来说： 二者返回值类型不同

• map()的返回值类型： 比如返回的是字符串 那么他的返回值类型就是字符串
• flatMap()的返回值类型：则是用Optional包裹的，我们还可以对他进行一系列操作

7、过滤值：

filter() 接受一个 Predicate 参数，返回测试结果为 true 的值。如果测试结果为 false，会返回一个空的 Optional。

来看一个根据基本的电子邮箱验证来决定接受或拒绝 User(用户) 的示例:

        User user = new User( "234");
        Optional<User> result = Optional.ofNullable(user)
                .filter(u -> u.getAddress() != null && u.getAddress().contains("1"));
        System.out.println(result);