摘要: Optional不是对null关键字的一种替代,而是对于null判定提供了一种更加优雅的实现

Java8新特性系列

  NullPointException可以说是所有java程序员都遇到过的一个异常,虽然java从设计之初就力图让程序员脱离指针的苦海,但是指针确实是实际存在的,而java设计者也只能是让指针在java语言中变得更加简单、易用,而不能完全的将其剔除,所以才有了我们日常所见到的关键字null
  空指针异常是一个运行时异常,对于这一类异常,如果没有明确的处理策略,那么最佳实践在于让程序早点挂掉,但是很多场景下,不是开发人员没有具体的处理策略,而是根本没有意识到空指针异常的存在。当异常真的发生的时候,处理策略也很简单,在存在异常的地方添加一个if语句判定即可,但是这样的应对策略会让我们的程序出现越来越多的null判定,我们知道一个良好的程序设计,应该让代码中尽量少出现null关键字,而java8所提供的Optional类则在减少NullPointException的同时,也提升了代码的美观度。但首先我们需要明确的是,它并 不是对null关键字的一种替代,而是对于null判定提供了一种更加优雅的实现,从而避免NullPointException

一. 直观感受

  假设我们需要返回一个字符串的长度,如果不借助第三方工具类,我们需要调用str.length()方法:

if(null == str) { // 空指针判定
    return 0;
}return str.length();

如果采用Optional类,实现如下:

return Optional.ofNullable(str).map(String::length).orElse(0);

  Optional的代码相对更加简洁,当代码量较大时,我们很容易忘记进行null判定,但是使用Optional类则会避免这类问题。

二. 基本使用

1.对象创建
  • 创建空对象

Optional optStr = Optional.empty();

上面的示例代码调用empty()方法创建了一个空的Optional对象型。

  • 创建对象:不允许我空

  Optional提供了方法of()用于创建非空对象,该方法要求传入的参数不能为空,否则抛NullPointException,示例如下:

Optional optStr = Optional.of(str);  // 当str为null的时候,将抛出NullPointException
  • 创建对象:允许为空

  如果不能确定传入的参数是否存在null值的可能性,则可以用Optional的ofNullable()方法创建对象,如果入参为null,则创建一个空对象。示例如下:

Optional optStr = Optional.ofNullable(str);  // 如果str是null,则创建一个空对象
2.流式处理

  流式处理也是java8给我们带来的一个重量级新特性,让我们对集合的操作变得更加简洁和高效,下一篇关于java8新特性的文章,将对流失处理进行全面的讲解。这里Optional也提供了两个基本的流失处理:映射和过滤。
  为了演示,我们设计了一个User类,如下:

/**
 * @author: zhenchao.Wang 2016-9-24 15:36:56
 */public class User {    /** 用户编号 */
    private long id;    private String name;    private int age;    private Optional phone;    private Optional email;    public User(String name, int age) {        this.name = name;        this.age = age;
    }    // 省略setter和getter}

手机和邮箱不是一个人的必须有的,所以我们利用Optional定义。

  • 映射:map与flatMap

  映射是将输入转换成另外一种形式的输出的操作,比如前面例子中,我们输入字符串,而输出的是字符串的长度,这就是一种隐射,我们利用方法map()得以实现。假设我们希望获得一个人的姓名,那么我们可以如下实现:

String name = Optional.ofNullable(user).map(User::getName).orElse("no name");

  这样当入参user不为空的时候则返回其name,否则返回no name 如我我们希望通过上面方式得到phone或email,利用上面的方式则行不通了,因为map之后返回的是Optional,我们把这种称为Optional嵌套,我们必须在map一次才能拿到我们想要的结果:

long phone = optUser.map(User::getPhone).map(Optional::get).orElse(-1L);

其实这个时候,更好的方式是利用flatMap,一步拿到我们想要的结果:

long phone = optUser.flatMap(User::getPhone).orElse(-1L);

flapMap可以将方法返回的各个流扁平化成为一个流,具体在下一篇专门讲流式处理的文章中细说。

  • 过滤:fliter

  filiter,顾名思义是过滤的操作,我们可以将过滤操作做为参数传递给该方法,从而实现过滤目的,加入我们希望筛选18周岁以上的成年人,则可以实现如下:

optUser.filter(u -> u.getAge() >= 18).ifPresent(u -> System.out.println("Adult:" + u));
3.默认行为

  默认行为是当Optional为不满足条件时所执行的操作,比如在上面的例子中我们使用的orElse()就是一个默认操作,用于在Optional对象为空时执行特定操作,当然也有一些默认操作是当满足条件的对象存在时执行的操作。

  • get()

get用于获取变量的值,但是当变量不存在时则会抛出NoSuchElementException,所以如果不确定变量是否存在,则不建议使用

  • orElse(T other)

当Optional的变量不满足给定条件时,则执行orElse,比如前面当str为null时,返回0。

  • orElseGet(Supplier

如果条件不成立时,需要执行相对复杂的逻辑,而不是简单的返回操作,则可以使用orElseGet实现:

long phone = optUser.map(User::getPhone).map(Optional::get).orElseGet(() -> {    // do something here
    return -1L;
});
  • orElseThrow(Supplier

与get()方法类似,都是在不满足条件时返回异常,不过这里我们可以指定返回的异常类型。

  • ifPresent(Consumer

当满足条件时执行传入的参数化操作。

三. 注意事项

  Optional是一个final类,未实现任何接口,所以当我们在利用该类包装定义类的属性的时候,如果我们定义的类有序列化的需求,那么因为Optional没有实现Serializable接口,这个时候执行序列化操作就会有问题:

public class User implements Serializable{    /** 用户编号 */
    private long id;    private String name;    private int age;    private Optional phone;  // 不能序列化
    private Optional email;  // 不能序列化

不过我们可以采用如下替换策略:

private long phone;public Optional getPhone() {    return Optional.ofNullable(this.phone);
}

看来Optional在设计的时候就没有考虑将它作为类的字段使用~


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