如何更好地使用Java 8的Optional

Posted 2021-02-05 牧童的思恋

Java 8中的Optional<T>

是一个可以包含或不可以包含非空值的容器对象，在 Stream API中很多地方也都使用到了Optional。

　　java中非常讨厌的一点就是nullpoint，碰到空指针就会出错抛Exception，然后需要逐行检查是哪个对象为空，带来大量的不必要精力损耗，抛出NPE错误不是用户操作的错误，而是开发人员的错误，应该被避免，那么只能在每个方法中加入非空检查，阅读性和维护性都比较差。

　　如下面这个代码的手工非空检查：

public void addAddressToCustomer(Customer customer, Address newAddress){

 if ( customer == null || newAddress == null)

 return;

 

 if ( customer.getAddresses() == null ){

   customer.setAddresses ( new ArrayList<>());

 }

 customer.addAddress(newAddress);

}

 

　　另外还有一些开发人员喜欢通过非空检查来实现业务逻辑，空对象不应该用来决定系统的行为，它们是意外的Exceptional值，应当被看成是错误，而不是业务逻辑状态。

　　当我们一个方法返回List集合时，应该总是返回一个空的List，而不是Null，这就允许调用者能够遍历它而不必检查Null，否则就抛出NPE。

　　但是如果我们根据标识键ID查询数据库，没有查到，需要返回一个空对象怎么办？有人建议抛出Exception，其实这不符合函数方法一进一出的原则，变成一个函数方法有两个返回，一个是正常返回，一个出错Exception，函数式编程范式告诫我们不要轻易抛Exception。

　　这时Java 8的Optional就发挥作用了，允许我们返回一个空的对象。

　　Optional<T>有方法 isPresent() 和 get() 是用来检查其包含的对象是否为空或不是，然后返回它，如：

Optional<SomeType> someValue = someMethod();

if (someValue.isPresent()) { // check

    someValue.get().someOtherMethod(); // retrieve and call

}

　　但是这种用法并不能体现Java 8的全部好处，你可以将Optional看成是需要使用某个T值的方法之间某种中间人或者协调者Mediator，而不只是一个普通对象的包装器。

　　如果你有一个值返回类型T，你有一个方法需要使用这个值，那么你可以让 Optional<T> 处于中间，确保它们之间交互进行，而不必要人工干预。

　　这样，协调者Optional<T>能够照顾T的值提供给你的方法作为输入参数，在这种情况下，如果T是空，可以确保不会出错，这样在T值为空时也可以让一切都正常运作，你也可以让Optional<T>执行其他动作，如执行一段代码块等等，这样它就实际上是语言机制的很好的补充。

　　下面这个案例涉及到Lambda表达式 方法引用，是将单词流中第一个以"L"开始单词取出，作为返回结果是一个Optional<String>。

使用ifPresent()

　　这个案例的代码如下：

Stream<string> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");

Optional<string> longest = names

                                .filter(name -> name.startsWith("L"))

                                .findFirst();

 

longest.ifPresent(name -> {

            String s = name.toUpperCase();

            System.out.println("The longest name is "+ s);

        });

　　这里ifPresent() 是将一个Lambda表达式作为输入，T值如果不为空将传入这个lambda。那么这个lambda将不为空的单词转为大写输出显示。在前面names单词流寻找结果中，有可能找不到开始字母为L的单词，返回为空，也可能找到不为空，这两种情况都传入lambda中，无需我们打开盒子自己编写代码来判断，它自动帮助我们完成了，无需人工干预。

 

使用map()

　　如果你想从Optional<T>中返回一个值怎么办？使用 map()，如下：

Stream<string> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");

Optional<string> longest = names

                                .filter(name -> name.startsWith("L"))

                                .findFirst();

 

Optional<string> lNameInCaps = longest.map(String::toUpperCase);

　　使用Optional<T>的map方法能够返回另外一个Optional，如上面的 LnameInCaps，因为传入map()的参数值也许会导致一个空值。

 

使用orElse()

　　如果在T可能空时你需要一个值的话，那么可以使用 orElse()，它能在T值存在的情况下返回这个值，否则返回输入值。

Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");

Optional<String> longest = names

                                .filter(name -> name.startsWith("Q"))

                                .findFirst();

 

 String alternate = longest.orElse("Nimrod");

 System.out.println(alternate); //prints out "Nimrod"

 

使用orElseGet()

　　orElseGet() 方法类似于orElse()，但是不是直接返回输入参数，而是调用输入参数，返回调用的结果，这个输入参数通常是lambda：

Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");

Optional<String> longest = names

                                .filter(name -> name.startsWith("Q"))

                                .findFirst();

 

 String alternate = longest.orElseGet(() -> {

            // perform some interesting code operation

            // then return the alternate value.

            return "Nimrod";

 });

 System.out.println(alternate);

 

使用 orElseThrow()

　　orElseThrow()是在当遭遇Null时，决定抛出哪个Exception时使用：

Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");

 Optional<String> longest = names

                                 .filter(name -> name.startsWith("Q"))

                                 .findFirst();

 

longest.orElseThrow(NoSuchElementStartingWithQException::new);

 

总结，你能创建下面三种类型的Optional<T>：

Optional<SomeType> getSomeValue() {

// 返回一个空的Optional类型;

return Optional.empty();

}

 

Optional<SomeType> getSomeValue() {

SomeType value = ...;

// 使用这个方法，值不可以为空，否则抛exception

return Optional.of(value);

}

 

Optional<SomeType> getSomeValue() {

SomeType value = ...;

// 使用这个方法，值可以为空，如果为空返回Optional.empty

return Optional.ofNullable(value);

 

// usage

Optional<SomeType> someType = getSomeValue();