Java8中Optional操作的实际应用

简介

目的：Optional的出现主要是为了解决null指针问题，也叫NPE(NullPointerException)

外形：Optional外形酷似容器（其实它就是一个容器），只是这个容器比较特殊，因为它只能存放一个对象，运气不好的话这个对象还是个null

操作：Optional从操作上来看，又跟前面的Stream流式操作很像，比如过滤filter - 提取map等

下面我们用比较简单的例子来对比着看下，Optional的一些基础用法

1. Optional是什么

Optional是一个容器，只能存放一个对象（可为null）

Optional的出现是

• 一个是为了解决NPE问题（阿里开发手册也有提到这一点，点击可直接下载，官方链接）

• 另一个是为了代码更加清晰可读，因为Optional这个名字的灵感就是来自英文optional（可选的），意思就是说这个对象可以为空，可以不为空

2. 没它 VS 有它

下面我们用旧代码和新代码来对比着看（所谓的新旧是以Java8为分割线）

案例1：现有C类，我们要提取C.name属性

public class OptionalDemo {
   private static final String DEFAULT_NAME = "javalover";

public static void main(String[] args) {
     // 传入null，以身试法  
     getName(null);
   }
   // 取出c.name
   public static void getName(C c){
       // 旧代码 Java8之前
       String name = (c!=null ? c.getName() : DEFAULT_NAME);
       System.out.println("old: "+name);
       // 新代码 Java8之后（下面的三个操作方法后面会介绍，这里简单了解下）
       String nameNew = Optional
           // 工厂方法，创建Optional<C>对象，如果c为null，则创建空的Optional<C>对象
                           .ofNullable(c)
           // 提取name，这里要注意，即使c==null,这里也不会抛出NPE，而是返回空的Optional<String>，所以在处理数据时，我们不需要担心空指针异常
                           .map(c1->c1.getName())
           // 获取optional的属性值，如果为null，则返回给定的实参DEFAULT_NAME
                           .orElse(DEFAULT_NAME);

System.out.println("new: "+nameNew);
   }
}
class C{
   private String name;

public C(String name) {
       this.name = name;
   }
 // 省略getter/setter
}

乍一看，好像Java8之前的旧代码更合适啊，只需要一个三目运算符

再看Optional操作，发现并没有那么简洁

是这样的，如果只是一层判断，那普通的if判断做起来更方便；

但是如果嵌套两层呢，比如b.getC().getName()？

下面我们就看下，两层嵌套会怎么样

例子2：现多了一个B类（依赖C类），我们要从对象B中提取C的属性name，即b.getC().getName()

public static void getName2(B b){
       // 旧代码
       String name = (b!=null ? ( b.getC()!=null ? b.getC().getName() : DEFAULT_NAME) : DEFAULT_NAME);
       // 新代码
       String nameNew = Optional
               .ofNullable(b)
               .map(b1->b1.getC())
               .map(c1->c1.getName())
               .orElse(DEFAULT_NAME);
       System.out.println(nameNew);
   }

class B{
   private C c;

public B(C c) {
       this.c = c;
   }
 // 省略getter/setter
}

这次不管是乍一看，还是一直看，都是Optional更胜一筹

例子3：现多了一个A类（依赖B类），我们要提取a.getB().getC().getName()

等等等，省略号

意思到就行，反正要说的就是单从判空来看的话，Optional肯定是好过三目运算符的（if/else这里就不举了，它的嵌套只会更多）

3. 核心操作

因为Optional主要是操作数据（类似数据库操作），所以我们这里从数据的角度来进行分析

这里我们可以分为三种操作：保存数据、处理数据、获取数据

保存数据：

• （没有默认值）public static <T> Optional<T> of(T value) ：填充 T value 到 Optional 的属性中；如果 value==null，则抛出NPE

• （默认null）public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) ：填充 T value 到 Optional 的属性中；如果引用为null，则填充null

• （构造一个空的Optional）public static<T> Optional<T> empty()：单纯地创建一个数据为null的空Optional，即直接填充null到 Optional 的属性中【不常用】

处理数据：

• （提取）public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) ：提取Optional中属性T的某个属性值U，并将U填充到新的Optional中并返回

• （过滤）public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) ：过滤Optional中属性T的某个属性值，符合条件则将T填充到新的Optional中并返回

• （扁平化提取）public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)：提取Optional中属性T的某个属性Optional<U>，直接返回

获取数据：

• public T orElse(T other) ：获取数据，如果数据为null，则返回T other

• public T orElseGet(Supplier<? extends T> other)：获取数据，如果数据为null，则通过函数式接口other返回一个新的数据T

• public T get() ：获取数据，如果数据为null，则报NPE【不常用】

上面这些操作中，不常用的就是get()和empty()

其他的就不举了，这里主要说下map()和flatMap()

如下图所示：

map()主要是提取Optional中的属性C的属性name，然后再包装到新的Optional

输入Optional<C>， 输出Optional<String>（即Optional<c.name>）

String nameNew = Optional
                   .ofNullable(c)
                   .map(c1->c1.getName())
                   .orElse("xxx");

flatMap()主要是提取Optional中的属性B的Optional<C>属性中的C的值，然后再包装到新的Optional

输入Optional<B>,输出Optional<C>

public class FlatMapDemo {
   private static final String DEFAULT_NAME = "javalover";

public static void main(String[] args) {
       getName(null);
   }

// 取出 b.c.name
   public static void getName(B b){
       C c = Optional
               .ofNullable(b)
           // 这里扁平化处理，提取Optional<C>中的C
           // 如果用map，则返回的是Optional<Optional<C>>
               .flatMap(b->b.getC())
               .orElse(new C("xxx"));
       System.out.println(c.getName());
   }
}

class B{
   private Optional<C> c;

public Optional<C> getC() {
       return c;
   }

public void setC(C c) {
       this.c = Optional.ofNullable(c);
   }
}

class C{
   private String name;

public C(String name) {
       this.name = name;
   }
   // 省略getter/setter
}

4. 应用

从规范角度来讲，是为了代码清晰，一看用Optional<T>变量，就知道T可能为null；

从编码角度来讲，主要是应用在非空判断；但是实际场景的话，有两个

• 没有用Optional进行包裹的参数：比如上面讲到的例子，传来的参数就是普通对象，我们就需要自己用Optional容器来包裹传来的参数，然后进行后续操作

// 取出c.name
public static void getName(C c){
   // 自己手动包装 Optional<C>
   String nameNew = Optional
       .ofNullable(c)
       .map(c1->c1.getName())
       .orElse(DEFAULT_NAME);

System.out.println("new: "+nameNew);
}

• 有用Optional进行包裹的参数：比如数据库查询时，我们可以用Optional来包裹查询的结果并返回，这样我们分析结果的时候，只需要通过orElse()来获取，同时还可以设定默认值

// 返回Optional<Car>，通过.orElse(defaultCar)就可以获取返回值，如果返回值为null，还可以设定一个默认值defaultCar
Optional<Car> selectOne(SelectStatementProvider selectStatement);

来源：https://juejin.cn/post/6953219282029412366