Java Optional介绍，创建，map 与 flatMap 的妙用

1. Optional 简介

为什么需要 Optional？

在 Java 8 之前，处理 null 是一个常见的痛点。代码中充斥着 if (obj != null) 的判断，不仅冗长，还容易遗漏，导致 NullPointerException。
Optional 的设计目标：

• 明确表示“值可能不存在”的语义，替代隐式的 null。
• 强制开发者显式处理空值，减少 NPE 风险。
• 支持链式函数式操作，提升代码可读性。

---

2. 创建 Optional 对象

Optional 提供三种核心创建方式：

2.1 Optional.of(T value)

• 明确值非空时使用，若传入 null 会抛出 NullPointerException。

String name = "Java";
Optional<String> opt = Optional.of(name);  // 安全

2.2 Optional.ofNullable(T value)

• 允许值为空，若传入 null，返回 Optional.empty()。

String name = getFromExternal(); // 可能返回 null
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(name); // 安全

2.3 Optional.empty()

• 显式表示空值，等价于 Optional.ofNullable(null)。

Optional<String> emptyOpt = Optional.empty();

---

3. 使用 map 提取和转换对象

map 方法用于对 Optional 中的值进行转换，返回新的 Optional。

3.1 基本用法

• 如果 Optional 有值，则应用函数转换；若为空，返回 Optional.empty()。

Optional<String> upperName = Optional.of("java")
    .map(String::toUpperCase); // 转换为 "JAVA"

3.2 避免嵌套 Optional

• 错误示例：函数返回 Optional 时，直接使用 map 会导致嵌套的 Optional>。

Optional<Optional<String>> badResult = Optional.of("[email protected]")
    .map(email -> findUserByEmail(email)); // findUserByEmail 返回 Optional

---

4. 使用 flatMap 链接 Optional 对象

flatMap 解决嵌套 Optional 的问题，实现链式扁平化操作。

4.1 核心作用

• 如果映射函数返回 Optional，使用 flatMap 会自动“解包”为 Optional，避免嵌套。

Optional<User> user = Optional.of("[email protected]")
    .flatMap(email -> findUserByEmail(email)); // 返回 Optional

4.2 对比 map 和 flatMap

方法	输入	映射函数返回值	结果
map	Optional	R	Optional
flatMap	Optional	Optional	Optional

4.3 链式调用示例

Optional<String> city = Optional.of("[email protected]")
    .flatMap(email -> findUserByEmail(email))  // Optional
    .flatMap(user -> findAddressByUser(user))  // Optional

    .map(address -> address.getCity());        // Optional

---

5. 实战案例：链式处理用户数据

假设需要从邮箱查找用户，再获取用户的地址城市：

5.1 定义类结构

class User {
    private String email;
    private Optional<Address> address;
    // getters
}

class Address {
    private String city;
    // getter
}

5.2 链式查询

Optional<String> city = Optional.of("[email protected]")
    .flatMap(email -> userRepository.findByEmail(email)) // Optional
    .flatMap(User::getAddress)  // Optional
（注意：User::getAddress 返回 Optional）
    .map(Address::getCity);     // Optional

5.3 处理结果

String result = city.orElse("Unknown City");

---

6. 注意事项

1. 不要滥用 Optional
   • 避免将 Optional 用作方法参数或类的字段，因为他并未实现Serializable接口。如果一定要实现序列化的域模型，作为替代方案，如下：

   public class Person {
    private String Car;
    public Optional getCarAsOptional() {
        return Optional.ofNullable(car);
    }
   

}

   - 不要用 Optional 替代集合（如 `List` 的空判断）。

2. **优先使用 orElse/orElseGet**  
   - `orElse(T)`：无论 Optional 是否为空都会计算默认值。
   - `orElseGet(Supplier)`：仅在 Optional 为空时计算默认值，性能更优。

3. **慎用 get()**  
   - 直接调用 `get()` 可能导致 `NoSuchElementException`，建议使用 `orElse` 或 `ifPresent`。

---

## **7. 总结**

- **Optional 的核心价值**：通过显式空值处理，减少 NPE 风险，提升代码可读性。
- **map vs. flatMap**：
  - `map`：转换值，返回 `Optional`。
  - `flatMap`：转换值并解包嵌套 Optional，返回 `Optional`。
- **链式调用**：结合 `flatMap` 和 `map`，可以优雅处理多层 Optional 依赖关系。