JDK8新特性：使用Optional：解决NPE问题的更干净的写法

一、JDK8中Optional的方法使用介绍

空指针异Optional常是导致Java应用程序失败的最常见原因。以前，为了解决空指针异常，Google公司著名的Guava项目引入了Optional类，Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染，它鼓励程序员写更干净的代码。受到Google Guava的启发，Optional类已经成为Java 8类库的一部分。Optional实际上是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。

Optional.of()或者Optional.ofNullable()：创建Optional对象，差别在于of不允许参数是null，而ofNullable则无限制。

// 参数不能是null  
Optional<Integer> optional1 = Optional.of(1);  
  
// 参数可以是null  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
// 参数可以是非null  
Optional<Integer> optional3 = Optional.ofNullable(2);  

Optional.empty()：所有null包装成的Optional对象：

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(null);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
System.out.println(optional1 == optional2);// true  
System.out.println(optional1 == Optional.<Integer>empty());// true  
  
Object o1 = Optional.<Integer>empty();  
Object o2 = Optional.<String>empty();  
System.out.println(o1 == o2);// true  

isPresent()：判断值是否存在

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
// isPresent判断值是否存在  
System.out.println(optional1.isPresent() == true);  
System.out.println(optional2.isPresent() == false);  

ifPresent(Consumer consumer)：如果option对象保存的值不是null，则调用consumer对象，否则不调用

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
// 如果不是null,调用Consumer  
optional1.ifPresent(new Consumer<Integer>() {  
    @Override  
    public void accept(Integer t) {  
        System.out.println("value is " + t);  
    }  
});  
  
// null,不调用Consumer  
optional2.ifPresent(new Consumer<Integer>() {  
    @Override  
    public void accept(Integer t) {  
        System.out.println("value is " + t);  
    }  
});  

orElse(value)：如果optional对象保存的值不是null，则返回原来的值，否则返回value

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
// orElse  
System.out.println(optional1.orElse(1000) == 1);// true  
System.out.println(optional2.orElse(1000) == 1000);// true  

orElseGet(Supplier supplier)：功能与orElse一样，只不过orElseGet参数是一个对象

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
System.out.println(optional1.orElseGet(() -> {  
    return 1000;  
}) == 1);//true  
  
System.out.println(optional2.orElseGet(() -> {  
    return 1000;  
}) == 1000);//true  

orElseThrow()：值不存在则抛出异常，存在则什么不做，有点类似Guava的Precoditions

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
optional1.orElseThrow(()->{throw new IllegalStateException();});  
  
try  
{  
    // 抛出异常  
    optional2.orElseThrow(()->{throw new IllegalStateException();});  
}  
catch(IllegalStateException e )  
{  
    e.printStackTrace();  
}  

filter(Predicate)：判断Optional对象中保存的值是否满足Predicate，并返回新的Optional。

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
Optional<Integer> filter1 = optional1.filter((a) -> a == null);  
Optional<Integer> filter2 = optional1.filter((a) -> a == 1);  
Optional<Integer> filter3 = optional2.filter((a) -> a == null);  
System.out.println(filter1.isPresent());// false  
System.out.println(filter2.isPresent());// true  
System.out.println(filter2.get().intValue() == 1);// true  
System.out.println(filter3.isPresent());// false  

map(Function)：对Optional中保存的值进行函数运算，并返回新的Optional(可以是任何类型)

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
Optional<String> str1Optional = optional1.map((a) -> "key" + a);  
Optional<String> str2Optional = optional2.map((a) -> "key" + a);  
  
System.out.println(str1Optional.get());// key1  
System.out.println(str2Optional.isPresent());// false

flatMap()：功能与map()相似，差别请看如下代码。flatMap方法与map方法类似，区别在于mapping函数的返回值不同。map方法的mapping函数返回值可以是任何类型T，而flatMap方法的mapping函数必须是Optional。

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
   
Optional<Optional<String>> str1Optional = optional1.map((a) -> {  
     return Optional.<String>of("key" + a);  
});  
   
Optional<String> str2Optional = optional1.flatMap((a) -> {  
     return Optional.<String>of("key" + a);  
});  
   
System.out.println(str1Optional.get().get());// key1  
System.out.println(str2Optional.get());// key1  

 二 、正确使用 Optional

Optional是Java8提供的为了解决null安全问题的一个API。善用Optional可以使我们代码中很多繁琐、丑陋的设计变得十分优雅。

使用Optional，我们就可以把下面这样的代码进行改写。

public static String getName(User u) {
    if (u == null) {
        return "unknow";
    }
    return u.name;
}

不过，千万不要改写成这副样子。

public static String getName(User u) {
    Optinal<User> user = Optinal.ofNullable(u);
    if (!user.isPresent()) {
        return "unknow";
    }
    return user.get().name;
}

这样改写非但不简洁，而且其操作还是和第一段代码一样。无非就是用isPresent方法来替代u==null。这样的改写并不是Optional正确的用法，我们再来改写一次。

public static String getName(User u) {
    return Optinal.ofNullable(u)
                    .map(user->user.name)
                    .orElse("unknow");
}

这样才是正确使用Optional的姿势。那么按照这种思路，我们可以安心的进行链式调用，而不是一层层判断了。看一段代码：

public static String getChampionName(Competion comp) throws testException {
    if (comp != null) {
        CompResult result = comp.getResult();
        if (result != null) {
            User user = result.getUser();
            if (user != null) {
                return user.getName();
            }
        }
    }
    
    throw new testException("test error exception");
}

由于种种原因（比如：比赛还没有产生冠军、方法的非正常调用、某个方法的实现里埋藏的大礼包等等），我们并不能开心的一路comp.getResult().getChampion().getName()到底。而其他语言比如kotlin，就提供了在语法层面的操作符加持：comp?.getResult()?.getChampion()?.getName()。所以讲道理在Java里我们怎么办！

让我们看看经过Optional加持过后，这些代码会变成什么样子。

public static String getChampionName(Competion comp) throws testException {
    return Optinal.ofNullable(comp)
                    .map(c->c.getResult())
                    .map(r->r.getUser())
                    .map(u->u.getName())
                    .orElseThrow(()->new testException("test error exception"));
}

这就很舒服了。Optional给了我们一个真正优雅的Java风格的方法来解决null安全问题。虽然没有直接提供一个操作符写起来短，但是代码看起来依然很爽很舒服。