1. 前言

相信不少小伙伴已经被java的NPE(Null Pointer Exception)所谓的空指针异常搞的头昏脑涨, 有大佬说过“防止
NPE,是程序员的基本修养。”但是修养归修养,也是我们程序员最头疼的问题之一。之前,Google
Guava项目曾提出用Optional类来包装对象从而解决NullPointerException。受此影响,JDK8的类中也引入了Optional类,在新版的SpringData
Jpa和Spring Redis Data中都已实现了对该方法的支持。我们今天就要尽可能的利用Java8的新特性
Optional来尽量简化代码同时高效处理NPE(Null Pointer Exception 空指针异常)

 

2. 初识Optional

首先我们看下面一段代码,肯定会很熟悉
public static String getFirstName(User user) { if(null == user) { return
"Unkown"; } return student.getFirstName(); }
从上面看出,就是对这个实例是不是空做了判断,然后我们看下使用java8 的Optional类之后的代码
public static String getFirstName(User user) { return
Optional.ofNullable(user).map(u -> u.getFirstName()).orElse("Unkown"); }
简单来说,Opitonal类就是Java提供的为了解决大家平时判断对象是否为空用 会用 null!=obj
这样的方式存在的判断,从而令人头疼导致NPE(Null Pointer Exception
空指针异常),同时Optional的存在可以让代码更加简单,可读性跟高,代码写起来更高效.

下面,我们就高效的学习一下神奇的Optional类!

 

3. Optional对象创建

首先我们先打开Optional的内部,去一探究竟 先把几个创建Optional对象的方法提取出来
public final class Optional<T> {
   private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
   private final T value;    //我们可以看到两个构造方格都是private 私有的
   //说明 我们没办法在外面去new出来Optional对象    private Optional() {
        this.value = null;     }    private Optional(T value) {
        this.value = Objects.requireNonNull(value);     }
    //这个静态方法大致 是创建出一个包装值为空的一个对象因为没有任何参数赋值
   public static<T> Optional<T> empty() {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;         return t;     }
    //这个静态方法大致 是创建出一个包装值非空的一个对象 因为做了赋值
   public static <T> Optional<T> of(T value) {
        return new Optional<>(value);     }
    //这个静态方法大致是 如果参数value为空,则创建空对象,如果不为空,则创建有参对象
   public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
        return value == null ? empty() : of(value);     }  } 复制代码
再做一个简单的实例展示 与上面对应
        // 1、创建一个包装对象值为空的Optional对象
        Optional<String> optEmpty = Optional.empty();
        // 2、创建包装对象值非空的Optional对象
        Optional<String> optOf = Optional.of("optional");
        // 3、创建包装对象值允许为空也可以不为空的Optional对象
        Optional<String> optOfNullable1 = Optional.ofNullable(null);
        Optional<String> optOfNullable2 = Optional.ofNullable("optional"); 复制代码
我们关于创建Optional对象的内部方法大致分析完毕 接下来也正式的进入Optional的学习与使用中

 

4. Optional类的使用

 

    序号  
方法
方法说明
1 private Optional()  无参构造,构造一个空Optional
2 private Optional(T value)  根据传入的非空value构建Optional
3 public static<T> Optional<T> empty() 返回一个空的Optional,该实例的value为空
4  public static <T> Optional<T> of(T value)
根据传入的非空value构建Optional,与Optional(T value)方法作用相同
5  public static <T> Optional<T> ofNullable(T value)
 与of(T value)方法不同的是,ofNullable(T value)允许你传入一个空的value,

当传入的是空值时其创建一个空Optional,当传入的value非空时,与of()作用相同

6  public T get()  返回Optional的值,如果容器为空,则抛出NoSuchElementException异常
7  public boolean isPresent()  判断当家Optional是否已设置了值
8  public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer)
 判断当家Optional是否已设置了值,如果有值,则调用Consumer函数式接口进行处理
9  public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate)
 如果设置了值,且满足Predicate的判断条件,则返回该Optional,否则返回一个空的Optional
10  public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper)
 如果Optional设置了value,则调用Function对值进行处理,并返回包含处理后值的Optional,否则返回空Optional

11  public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)
 与map()方法类型,不同的是它的mapper结果已经是一个Optional,不需要再对结果进行包装
12  public T orElse(T other)  如果Optional值不为空,则返回该值,否则返回other 
13 public T orElseGet(Supplier<? extends T> other)
如果Optional值不为空,则返回该值,否则根据other另外生成一个
14 public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X>
exceptionSupplier) throws X 如果Optional值不为空,则返回该值,否则通过supplier抛出一个异常
 

4.1 Optional.get()方法(返回对象的值)

get()方法是返回一个option的实例值 ,如果value不为空则做返回,如果为空则抛出异常 "No value present" ,源码:
    public T get() {         if (value == null) {
            throw new NoSuchElementException("No value present");         }
        return value;     }
实例:
        User user=new User();         user.setFirstName("Tom");
        Optional.ofNullable(user).get();
 

4.2 Optional.isPresent()方法(判读是否为空)

isPresent()方法就是会返回一个boolean类型值,如果对象不为空则为真,如果为空则false ,源码:
 public boolean isPresent() {         return value != null;     }
实例:
                User user=new User();         person.setFirstName("Tom");
        if (Optional.ofNullable(user).isPresent()){         //写不为空的逻辑
        System.out.println("不为空");         }else{          //写为空的逻辑
         System.out.println("为空");         }
 

4 .3 Optional.ifPresent()方法(判读是否为空并返回函数)

如果对象非空,则运行函数体 ,源码:
  public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
        //如果value不为空,则运行accept方法体         if (value != null)
            consumer.accept(value);     }
实例:
        User user = new User();         user.setFirstName("Tom");
        Optional.ofNullable(user).ifPresent(u -> System.out.println("姓名"+u.getFirstName()));
 

4.4 Optional.filter()方法(过滤对象)

filter()方法大致意思是,接受一个对象,然后对他进行条件过滤,如果条件符合则返回Optional对象本身,如果不符合则返回空Optional ,源码:
    public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
        Objects.requireNonNull(predicate);         //如果为空直接返回this
        if (!isPresent())             return this;         else
        //判断返回本身还是空Optional
            return predicate.test(value) ? this : empty();     }
实例:
        User user = new User();         user.setFirstName("Tom");
        Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getFirstName().equeal("Toms"));
 

4.5 Optional.map()方法(对象进行二次包装)

map()方法将对应Funcation函数式接口中的对象,进行二次运算,封装成新的对象然后返回在Optional中 ,源码:
 public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {
        Objects.requireNonNull(mapper);         //如果为空返回自己
        if (!isPresent())             return empty();         else {
        //否则返回用方法修饰过的Optional
            return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));         }     }
实例:
        User user = new User();         user.setFirstName("Tom");
        String optName = Optional.ofNullable(user).map(u -> u.getFirstName()).orElse("firstName为空");
 

4.6 Optional.flatMap()方法(Optional对象进行二次包装)

map()方法将对应Optional< Funcation >函数式接口中的对象,进行二次运算,封装成新的对象然后返回在Optional中, 源码:
    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));         }     }
实例:
        User user = new User();         user.setFirstName("Tom");
        Optional<Object> optName = Optional.ofNullable(user).map(u -> Optional.ofNullable(u.getFirstName()).orElse("firstName为空"));
 

4.7 Optional.orElse()方法(为空返回对象)

如果包装对象为空的话,就执行orElse方法里的value,如果非空,则返回写入对象 ,源码:
    public T orElse(T other) {     //如果非空,返回value,如果为空,返回other
        return value != null ? value : other;     }
实例:
        User user = new User();         user.setFirstName("Tom");
        Optional.ofNullable(user).orElse(new User("Tom"));
 

4.8 Optional.orElseGet()方法(为空返回Supplier对象)

这个与orElse很相似,入参不一样,入参为Supplier对象,为空返回传入对象的.get()方法,如果非空则返回当前对象 ,源码:
    public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) {
        return value != null ? value : other.get();     }
实例:
         Optional<Supplier<User>> sup=Optional.ofNullable(User::new);
        //调用get()方法,此时才会调用对象的构造方法,即获得到真正对象
         Optional.ofNullable(user).orElseGet(sup.get());
Suppiler是一个接口,是类似Spring的懒加载,声明之后并不会占用内存,只有执行了get()方法之后,才会调用构造方法创建出对象
创建对象的语法的话就是Supplier<User> supUser= User::new; 需要使用时supUser.get()即可

 

4.9 Optional.orElseThrow()方法(为空返回异常)

如果为空,就抛出定义的异常,如果不为空返回当前对象, 源码:

    public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
        if (value != null) {             return value;         } else {
            throw exceptionSupplier.get();         }     }
实例:这个就贴实战源码了
        Member member = memberService.selectByPhone(request.getPhone());
        Optional.ofNullable(member).orElseThrow(() -> new ServiceException("没有查询的相关数据"));
 

4.10 相似方法进行对比分析

可能小伙伴看到这,没用用过的话会觉得orElse()和orElseGet()还有orElseThrow()很相似,map()和flatMap()好相似
哈哈哈不用着急,都是从这一步过来的,我再给大家总结一下不同方法的异同点 orElse()和orElseGet()和orElseThrow()的异同点

方法效果类似,如果对象不为空,则返回对象,如果为空,则返回方法体中的对应参数,所以可以看出这三个方法体中参数是不一样的 orElse(T 对象)
orElseGet(Supplier < T >对象) orElseThrow(异常)

map()和orElseGet的异同点

方法效果类似,对方法参数进行二次包装,并返回,入参不同 map(function函数) flatmap(Optional< function >函数)

具体要怎么用,要根据业务场景以及代码规范来定义,下面可以简单看一下我在实战中怎用使用神奇的Optional

 

5. Optional使用注意事项

Optional真么好用,真的可以完全替代if判断吗? 我想这肯定是大家使用完之后Optional之后可能会产生的想法,答案是否定的
 举一个最简单的栗子:例子1:如果我只想判断对象的某一个变量是否为空并且做出判断呢?
User user = new User(); user.setFirstName(""); //普通判断
if(StringUtils.isNotBlank(user.getFirstName())){   //名称不为空执行代码块 }
//使用Optional做判断
Optional.ofNullable(user).map(u -> u.getFirstName()).orElse("firstName为空");
我觉得这个例子就能很好的说明这个问题,
只是一个很简单判断,如果用了Optional我们还需要考虑包装值,考虑代码书写,考虑方法调用,虽然只有一行,但是可读性并不好,如果别的程序员去读,我觉得肯定没有if看的明显

 

6. jdk1.9对Optional优化

首先增加了三个方法: or()、ifPresentOrElse() 和 stream()。 

 

6.1 ifPresentOrElse(Consumer,Runnable)

ifPresentOrElse() 方法有两个参数:一个 Consumer 和一个 Runnable。如果对象不为空,会执行 Consumer
的动作,否则运行 Runnable。相比ifPresent()多了OrElse判断。

ifPresentOrElse(Consumer,Runnable)的语义可以解释为:ifPresent就Consumer,OrElse就Runnable。这是Java
9 才有的增强方法。

实例:Stream流过滤3的倍数,然后通过findFirst找到第一个3的倍数。如果找到一个这样的值,就print控制台打印出来;如果没找到一个这样的值,就输出"没有找到3的倍数"
IntStream.of(1, 2, 4) .filter(i -> i % 3 == 0) .findFirst()
.ifPresentOrElse(System.out::println, () -> { System.out.println("没有找到3的倍数");
});
 

6.2 Optional.or(Supplier)

or() 与orElse等方法相似,如果对象不为空返回对象,如果为空则返回or()方法中预设的值。

实例:过滤数组['a', 'b',
'c'],isDigit判断数组中是否有数字字符,明显没有,所以findFirst找不到一个这样的值。所以生成一个默认值: Optional.of('0')
char digit = Stream.of('a', 'b', 'c') .filter(e -> Character.isDigit(e))
.findFirst() .or(() -> Optional.of('0')).get(); System.out.println(digit); //0
 

6.3 Optional.stream()

**stream()**将Optional转换成stream,如果有值就返回包含值的stream,如果没值,就返回空的stream。

实例:本例中Optional.stream()方法返回仅包含一个最大值元素的Stream流。
OptionalInt opt1 = IntStream.of(2, 5, 6).max(); //求最大值 OptionalInt opt2 =
IntStream.of(1, 3, 7).max(); //求最大值 IntStream.concat(opt1.stream(),
opt2.stream()) //将2个流合并 .forEach(System.out::println); //将合并后的流数据打印 6、7
 

 

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