《Java8实战》读书笔记09：用 Optional 处理值为 null 的情况

Posted 2022-07-02 笑虾

《Java8实战》读书笔记09：用 Optional 处理值为 null 的情况

• 第10章用Optional 取代 null
• 10.2 Optional 类入门
• 10.3 应用 Optional 的几种模式
• • 10.3.1 创建 Optional 对象
  • 10.3.2 使用 map 从 Optional 对象中提取和转换值
  • 10.3.3 使用 flatMap 链接 Optional 对象
  • 10.3.4 默认行为及解引用 Optional 对象
  • 10.3.5 两个 Optional 对象的组合
  • 10.3.6 使用 filter 剔除特定的值
  • 表10-1 Optional类的方法
• 10.4 使用 Optional 的实战示例
• • 10.4.1 用 Optional 封装可能为 null 的值
  • 10.4.2 异常与 Optional 的对比
  • 10.4.3 把所有内容整合起来
• 10.5 小结
• 参考资料

大名顶顶的NullPointerException从我们入坑起就阴魂不散。我也增想过每次都要 if(obj != null) 代码太难看，但是很多时候不判又不严谨，是不是要封装一个工具类来干这事。很好 java.util.Optional<T> 就是那个工具类。（可恨他们又趁我没想好，就剽窃走了。）

Optional很简单，就几个方法，看明白用法就行了。书中建议如果一个值在业务层面允许为null就应该用Optional包裹它。这个需要慎重，起码你的团队都听你的才行，否则…

第10章用Optional 取代 null

本章内容
 null引用引发的问题，以及为什么要避免null引用
 从null到Optional：以null安全的方式重写你的域模型
 让Optional发光发热： 去除代码中对null的检查
 读取Optional中可能值的几种方法
 对可能缺失值的再思考

10.2 Optional 类入门

Optional的思路就是把实际的值(对象)保护起来，对外开放一组接口，用于满足当 值 == null 或 值 != null 时进行某些操作。

10.3 应用 Optional 的几种模式

10.3.1 创建 Optional 对象

构造函数都是 private 的不能 new 。

1. 通过静态工厂方法Optional.empty，创建一个空的Optional对象：

Optional<Car> optCar = Optional.empty();

2. 使用静态工厂方法Optional.of，依据一个非空值(为空会抛异常)创建Optional对象：

Optional<Car> optCar = Optional.of(car);

3. 使用静态工厂方法Optional.ofNullable，你可以创建一个允许null值的Optional对象：

Optional<Car> optCar = Optional.ofNullable(car);

10.3.2 使用 map 从 Optional 对象中提取和转换值

从概念上，这与我们在第4章和第5章中看到的流的map方法很像。
不同的是流中通常会有多个元素，而Optional肚子里只可能有一个值或null。
map：用给定的 lambda 处理 value 然后包裹在 Optional 中返回。比如：Optional<值>

10.3.3 使用 flatMap 链接 Optional 对象

flatMap与map的区别就在于它会判断，如果处理的结果已经是一个Optional它就直接返回，否则同 map。

在域模型中使用Optional，以及为什么它们无法序列化
____在代码清单10-4中，我们展示了如何在你的域模型中使用Optional，将允许缺失或者暂无定义的变量值用特殊的形式标记出来。然而，Optional类设计者的初衷并非如此，他们构思时怀揣的是另一个用例。这一点，Java语言的架构师Brian Goetz曾经非常明确地陈述过，Optional的设计初衷仅仅是要支持能返回Optional对象的语法。
____由于Optional类设计时就没特别考虑将其作为类的字段使用，所以它也并未实现Serializable接口。由于这个原因，如果你的应用使用了某些要求序列化的库或者框架，在域模型中使用Optional，有可能引发应用程序故障。然而，我们相信，通过前面的介绍，你已经看到用Optional声明域模型中的某些类型是个不错的主意，尤其是你需要遍历有可能全部或部分为空，或者可能不存在的对象时。如果你一定要实现序列化的域模型，作为替代方案，我们建议你像下面这个例子那样，提供一个能访问声明为Optional、变量值可能缺失的接口，代码清单如下：

public class Person  
	private Car car; 
	public Optional<Car> getCarAsOptional()  
		return Optional.ofNullable(car); 
	 

10.3.4 默认行为及解引用 Optional 对象

略。。。内容合并入 表10-1 Optional类的方法

10.3.5 两个 Optional 对象的组合

public Insurance findCheapestInsurance(Person person, Car car)  
	// 通过不同的保险公司提供的查询服务，获取数据
	// 对比所有数据，得出保险最便宜的一家保险公司。
	return cheapestCompany; 

如下的组合实现了仅当Optional<Person>和Optional<Car>都有值时才会走到findCheapestInsurance(p, c)这一步。（但是从代码上看，个人觉得这操作已经有点入魔了。我不希望Optional侵入的太深。）

public Optional<Insurance> foo( Optional<Person> person, Optional<Car> car)  
	return person.flatMap(p -> car.map(c -> findCheapestInsurance(p, c))); 

10.3.6 使用 filter 剔除特定的值

直接上代码，这里如果不满足年龄条件p.getAge() >= minAge得到的就是一个空Optional。
到了.orElse("Unknown"); 就会得到Unknown。

public String getCarInsuranceName(Optional<Person> person, int minAge)  
	return person.filter(p -> p.getAge() >= minAge) 
		.flatMap(Person::getCar) 
		.flatMap(Car::getInsurance) 
		.map(Insurance::getName) 
		.orElse("Unknown"); 

表10-1 Optional类的方法

方法	介绍
empty	返回一个空的 Optional 实例。
filter	如果值存在且满足作为参数提供的lambda(谓词)，就返回包含该值的 Optional 对象；否则返回一个空的 Optional 对象。
map	如果值存在，就对该值执行参数给定的lambdaR apply(T t)，结果包装为 Optional 类型返回。
flatMap	同 map。只是如果返回值已经是 Optional 则不再用 Optional封装。
get	如果该值存在，将该值用 Optional 封装返回，否则抛NoSuchElementException。
ifPresent	如果值存在时执行作为参数传进来的lambda(消费者)，否则就不进行任何操作。
isPresent	如果值存在就返回 true，否则返回 false。
of	将指定值用 Optional 封装之后返回，如果该值为 null，则抛出一个 NullPointerException异常。
ofNullable	将指定值用 Optional 封装之后返回，如果该值为 null，则返回一个空Optional对象。
orElse	有值就直接返回，否则返回我们指定的 other。
orElseGet	有值就直接返回，否则执行参数给定的 lambda(生产者)生成我们想要的返回值 。 这里的目的是借助lambda特性，达到延迟执行效果。
orElseThrow	同 get() ，只是可以抛自定义异常。参数是个生产者用来生成自定义异常。

10.4 使用 Optional 的实战示例

10.4.1 用 Optional 封装可能为 null 的值

每次你希望安全地将可能为null的对象替换为Optional对象时，都可以考虑使用这种方法。

HashMap<Object, Object> map = new HashMap<>();
Optional<Object> value = Optional.ofNullable(map.get("key")); 

这里只是用Map举例说明这种情景。实际上Java8的Map有getOrDefault。

HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
String str = map.getOrDefault("key","默认值");
System.out.println(str); // 默认值

10.4.2 异常与 Optional 的对比

代码清单10-6 将String转换为Integer，并返回一个Optional对象。

public static Optional<Integer> stringToInt(String s)  
	try  
		return Optional.of(Integer.parseInt(s)); 
	 catch (NumberFormatException e) 
		return Optional.empty(); 
	 

作者：应该避免使用基础类型的Optional对象：OptionalInt、OptionalLong、OptionalDouble

10.4.3 把所有内容整合起来

Insurance i = new Insurance("非常保险");
Car c = new Car(Optional.of(i));
Person p = new Person(Optional.of(c));
Optional<Person> optPerson = Optional.of(p);

String insuranceName = optPerson
		// flatMap 如果返回值已经是 Optional 则直接返回，否则同 map。
        .flatMap(Person::getCar)
        .flatMap(Car::getInsurance)
        // map 用给定的 lambda 处理 value 然后包裹在 Optional 中返回。
        .map(Insurance::getName)
        .orElse("无名保险");
System.out.println(insuranceName); // 非常保险

10.5 小结

这一章中，你学到了以下的内容。

1. null引用在历史上被引入到程序设计语言中，目的是为了表示变量值的缺失。（业务上此值可以为空）
2. Java 8中引入了一个新的类java.util.Optional<T>，对存在或缺失的变量值进行建模。
3. 你可以使用静态工厂方法Optional.empty、Optional.of以及Optional.ofNullable创建Optional对象。
4. Optional类支持多种方法，比如map、flatMap、filter，它们在概念上与Stream类中对应的方法十分相似。
5. 使用Optional会迫使你更积极地引用Optional对象，以应对变量值缺失的问题，最终，你能更有效地防止代码中出现不期而至的空指针异常。 （病毒传播，慎重）
6. 使用Optional能帮助你设计更好的API，用户只需要阅读方法签名，就能了解该方法是否接受一个Optional类型的值。 (太重，慎重)

参考资料

java.util.Optional<T>