optional 解决空指针_Java8新特性：Optional类的正确使用姿势

空指针异常是我们在实际开发中经常会遇到的问题，为了防止程序因为异常而中断，通常要在代码中添加大量的非空验证，例如一个释放 JDBC 相关资源的代码，如下所示。

public static void release(Connection conn,Statement stmt,ResultSet rs) { try { if(conn != null) { conn.close(); } if(stmt != null) { stmt.close(); } if(rs != null) { rs.close(); } } catch (SQLException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); }}

上述代码中的非空验证并没有多少技术含量，同时会使代码显得臃肿不堪，为了解决这类问题，Java8 引入了 Optional 类，Optional 就是一个容器，它可以保存任意数据类型的值，包括 null，开发者无需进行空值检测，Optional 类的引入很好的解决了实际开发中的空指针异常问题，接下来我们来详细学习 Optional 类的使用。

Optional 常用方法

1、empty()，返回一个空的 Optional 对象，定义如下所示。

public static Optional empty() { @SuppressWarnings("unchecked") Optional t = (Optional) EMPTY; return t;}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.empty(); System.out.println(optional); }}

运行结果如下图所示。

2、of(T value)，根据传入的 value 创建一个 Optional 对象，定义如下所示。

public static  Optional of(T value) { return new Optional<>(value);}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.of("Hello World"); System.out.println(optional); }}

运行结果如下图所示。

可以看到输出的结果是 Optional[Hello World]，如果要取出 Hello World 直接调用 get 方法即可，如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.of("Hello World"); System.out.println(optional.get()); }}

但是需要注意的是，of 方法不能传 null，否则会抛出空指针异常，如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.of(null); System.out.println(optional); }}

3、ofNullable(T value)，和 of(T value) 方法类似，都是用来创建 Optional 对象的，区别在于 ofNullable(T value) 方法可以传 null，定义如下所示。

public static  Optional ofNullable(T value) { return value == null ? empty() : of(value);}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println(optional); }}

运行结果如下图所示。

4、get()，返回 Optional 中存储的任意类型值，如果 Optional 中的值为 null，则抛出 java.util.NoSuchElementException，定义如下所示。

public T get() { if (value == null) { throw new NoSuchElementException("No value present"); } return value;}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.ofNullable("Hello World"); System.out.println(optional.get()); optional = Optional.ofNullable(100); System.out.println(optional.get()); Integer[] array = {1,2,3,4,5,6}; optional = Optional.ofNullable(array); System.out.println(optional.get()); }}

运行结果如下图所示。

如果是下面这种情况，直接抛出 java.util.NoSuchElementException 异常。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println(optional.get()); }}

5、isPresent()，判断 Optional 存储的值是否存在，返回 true 表示有值，false 表示值不存在，定义如下所示。

public boolean isPresent() { return value != null;}

具体使用如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.ofNullable("Hello World"); System.out.println(optional.isPresent()); optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println(optional.isPresent()); }}

运行结果如下图所示。

6、ifPresent(Consumer super T> consumer)，如果值存在，执行 Consumer 的具体操作，如果值不存在，不做任何操作，定义如下所示。

public void ifPresent(Consumer super T> action) { if (value != null) { action.accept(value); }}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { //值存在 List list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6); Optional optional = Optional.ofNullable(list); System.out.print("值存在："); optional.ifPresent(System.out::println); //值不存在 optional = Optional.ofNullable(null); System.out.print("值不存在："); optional.ifPresent((str)-> System.out.println(str)); }}

运行结果如下图所示。

7、ifPresentOrElse(Consumer super T> action, Runnable emptyAction)，如果值存在，执行 Consumer 的具体操作，如果值不存在，执行 emptyAction 的具体操作，定义如下所示。

public void ifPresentOrElse(Consumer super T> action, Runnable emptyAction) { if (value != null) { action.accept(value); } else { emptyAction.run(); }}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { //值存在 List list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6); Optional optional = Optional.ofNullable(list); System.out.print("值存在："); optional.ifPresentOrElse(System.out::println,()-> System.out.println("value is null")); //值不存在 optional = Optional.ofNullable(null); System.out.print("值不存在："); optional.ifPresentOrElse(System.out::println,()-> System.out.println("value is null")); }}

运行结果如下图所示。

8、filter(Predicate super T> predicate)，根据传入的 Predicate 对 Optional 中的值进行过滤，满足条件则返回该 Optional 对象，否则返回一个空的 Optional，定义如下所示。

public Optional filter(Predicate super T> predicate) { Objects.requireNonNull(predicate); if (!isPresent()) { return this; } else { return predicate.test(value) ? this : empty(); }}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.ofNullable(1); Predicate predicate = num -> num >= 3; System.out.println(optional.filter(predicate)); predicate = num -> num < 3; System.out.println(optional.filter(predicate)); }}

运行结果如下图所示。

9、map(Function super T, ? extends U> mapper)，如果 Optional 有值，则执行 mapper 映射函数，并获取其返回值，如果返回值不为 null，则返回一个包含返回值的 Optional 对象，否则返回一个空的 Optional 对象，定义如下所示。

public  Optional map(Function super T, ? extends U> mapper) { Objects.requireNonNull(mapper); if (!isPresent()) { return empty(); } else { return Optional.ofNullable(mapper.apply(value)); }}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { ClassB classB = new ClassB(); ClassA classA = new ClassA(); classA.setClassB(classB); Optional optional = Optional.ofNullable(classA) .map((classA1)->classA1.getClassB()); System.out.println(optional); }}class ClassA { private ClassB classB; public ClassB getClassB() { return classB; } public void setClassB(ClassB classB) { this.classB = classB; }}class ClassB {}

上述代码表示如果 classA 中包含 classB，则直接返回一个 Optional[ClassB] 对象，否则返回一个空的 Optional 对象，运行结果如下图所示。

对上述代码进行修改，删除 classA.setClassB(classB); 如下所示。

ClassB classB = new ClassB();ClassA classA = new ClassA();Optional optional = Optional.ofNullable(classA) .map((classA1)->classA1.getClassB());System.out.println(optional);

运行结果如下图所示。

这里需要注意的是 map 方法的调用必须和 Optional 的创建连起来写，如下所示。

Optional optional = Optional.ofNullable(classA).map((classA1)->classA1.getClassB());

不能分开写，错误写法如下所示。

Optional optional = Optional.ofNullable(classA);optional.map((classA1)->classA1.getClassB());

10、flatMap(Function super T, ? extends Optional extends U>> mapper)，功能与 map 类似，区别在于 map 的 mapper 映射函数可返回任意数据类型，但是 flatMap 的 mapper 映射函数只能返回 Optional 类型，定义如下所示。

public  Optional flatMap(Function super T, ? extends Optional extends U>> mapper) { Objects.requireNonNull(mapper); if (!isPresent()) { return empty(); } else { @SuppressWarnings("unchecked") Optional r = (Optional) mapper.apply(value); return Objects.requireNonNull(r); }}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { ClassB classB = new ClassB(); ClassA classA = new ClassA(); classA.setClassB(classB); Optional optional = Optional.ofNullable(classA) .flatMap((classA1)->{ return Optional.ofNullable(classA1.getClassB()); }); System.out.println(optional); }}

运行结果如下图所示。

11、orElse(T other)，如果 Optional 的值存在则返回，否则返回 other，定义如下所示。

public T orElse(T other) { return value != null ? value : other;}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.ofNullable(1); System.out.println(optional.orElse("value is null")); optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println(optional.orElse("value is null")); }}

运行结果如下图所示。

12、orElseGet(Supplier extends T> supplier)，功能与 orElse 类似，区别在于 orElse 可直接返回某个值，orElseGet 需要执行 supplier，并返回其结果，多了一个步骤，定义如下所示。

public T orElseGet(Supplier extends T> supplier) { return value != null ? value : supplier.get();}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.ofNullable(1); System.out.println(optional.orElseGet(()->"value is null")); optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println(optional.orElseGet(()->"value is null")); }}

运行结果如下图所示。

13、orElseThrow()，如果值存在则返回，否则抛出 NoSuchElementException，定义如下所示。

public T orElseThrow() { if (value == null) { throw new NoSuchElementException("No value present"); } return value;}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.ofNullable(1); System.out.println(optional.orElseThrow()); optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println(optional.orElseThrow()); }}

运行结果如下图所示。

14、orElseThrow(Supplier extends X> exceptionSupplier)，功能与 orElseThrow 类似，如果值存在则返回，否则抛出 exceptionSupplier 返回的异常，定义如下所示。

public  T orElseThrow(Supplier extends X> exceptionSupplier) throws X { if (value != null) { return value; } else { throw exceptionSupplier.get(); }}

具体操作如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Optional optional = Optional.ofNullable(1); try { System.out.println(optional.orElseThrow(()->{throw new IllegalStateException();})); } catch (Throwable throwable) { throwable.printStackTrace(); } optional = Optional.ofNullable(null); try { System.out.println(optional.orElseThrow(()->{throw new IllegalStateException();})); } catch (Throwable throwable) { throwable.printStackTrace(); } }}

运行结果如下图所示。

上面详细介绍了 Optional 类的各种方法，接下来我们结合实际案例，来看看实际开发中使用 Optional 的优势。

实际案例

我们来设置一个客户订单查询场景。

1、定义 3 个类 Consumer、Order、Product，其中 Consumer 包含 Order，Order 包含 Product，具体代码如下所示。

public class Consumer { private Order order; public Order getOrder() { return order; } public void setOrder(Order order) { this.order = order; }}public class Order { private Product product; public Product getProduct() { return product; } public void setProduct(Product product) { this.product = product; }}public class Product { private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; }}

2、分别创建 Consumer、Order、Product 对象，并完成级联，然后定义返回 Consumer 中 ProductName 的方法，传统的开发方式需要对涉及到的对象都进行非空验证，如下所示。

public class Test { public static void main(String[] args) { Product product = new Product(); product.setName("电脑"); Order order = new Order(); order.setProduct(product); Consumer consumer = new Consumer(); consumer.setOrder(order); System.out.println(getProductName(consumer)); } public static String getProductName(Consumer consumer){ if(consumer != null){ Order order = consumer.getOrder(); if(order != null){ Product product = order.getProduct(); if(product != null){ return product.getName(); } } } return null; }}

3、使用 Optional 类对上述代码进行修改，可以将代码变得更加简洁、优雅，不需要一层一层的写非空判断，可直接完成链式调用，如下所示。

public static String getProductName(Consumer consumer){ return Optional.ofNullable(consumer) .map(consumer1 -> consumer1.getOrder()) .map(order -> order.getProduct()) .map(product -> product.getName()) .orElse(null);}

4、运行结果如下图所示。

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