本帖最後由 小刀葛小倫 於 2019-8-22 17:08 編輯
Java8新特性：Optional類的正確使用姿勢
空指針異常是我們在實際開發中經常會遇到的問題，爲了防止程序因爲異常而中斷，通常要在代碼中添加大量的非空驗證，例如一個釋放 JDBC 相關資源的代碼，如下所示。
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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();
}
}
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上述代碼中的非空驗證並沒有多少技術含量，同時會使代碼顯得臃腫不堪，爲了解決這類問題，Java8 引入了 Optional 類，Optional 就是一個容器，它可以保存任意數據類型的值，包括 null，開發者無需進行空值檢測，Optional 類的引入很好的解決了實際開發中的空指針異常問題，接下來我們來詳細學習 Optional 類的使用。
Optional 常用方法
1、empty()，返回一個空的 Optional 對象，定義如下所示。
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public static<T> Optional<T> empty() {
@SuppressWarnings("unchecked")
Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
return t;
}
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具體操作如下所示。
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public class Test {
public static void main(String[] args) {
Optional optional = Optional.empty();
System.out.println(optional);
}
}
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2、of(T value)，根據傳入的 value 創建一個 Optional 對象，定義如下所示。
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public static <T> Optional<T> of(T value) {
return new Optional<>(value);
}
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具體操作如下所示。
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public class Test {
public static void main(String[] args) {
Optional optional = Optional.of("Hello World");
System.out.println(optional);
}
}
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可以看到輸出的結果是 Optional[Hello World]，如果要取出 Hello World 直接調用 get 方法即可，如下所示。
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public class Test {
public static void main(String[] args) {
Optional optional = Optional.of("Hello World");
System.out.println(optional.get());
}
}
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但是需要注意的是，of 方法不能傳 null，否則會拋出空指針異常，如下所示。
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public class Test {
public static void main(String[] args) {
Optional optional = Optional.of(null);
System.out.println(optional);
}
}
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3、ofNullable(T value)，和 of(T value) 方法類似，都是用來創建 Optional 對象的，區別在於 ofNullable(T value) 方法可以傳 null，定義如下所示。
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public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
return value == null ? empty() : of(value);
}
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具體操作如下所示。
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public class Test {
public static void main(String[] args) {
Optional optional = Optional.ofNullable(null);
System.out.println(optional);
}
}
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4、get()，返回 Optional 中存儲的任意類型值，如果 Optional 中的值爲 null，則拋出 java.util.NoSuchElementException，定義如下所示。
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public T get() {
if (value == null) {
throw new NoSuchElementException("No value present");
}
return value;
}
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具體操作如下所示。
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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());
}
}
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如果是下面這種情況，直接拋出 java.util.NoSuchElementException 異常。
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public class Test {
public static void main(String[] args) {
Optional optional = Optional.ofNullable(null);
System.out.println(optional.get());
}
}
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![]()
5、isPresent()，判斷 Optional 存儲的值是否存在，返回 true 表示有值，false 表示值不存在，定義如下所示。
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public boolean isPresent() {
return value != null;
}
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具體使用如下所示。
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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());
}
}
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6、ifPresent(Consumer<? super T> consumer)，如果值存在，執行 Consumer 的具體操作，如果值不存在，不做任何操作，定義如下所示。
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public void ifPresent(Consumer<? super T> action) {
if (value != null) {
action.accept(value);
}
}
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具體操作如下所示。
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public class Test {
public static void main(String[] args) {
//值存在
List<Integer> 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));
}
}
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7、ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction)，如果值存在，執行 Consumer 的具體操作，如果值不存在，執行 emptyAction 的具體操作，定義如下所示。
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public void ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction) {
if (value != null) {
action.accept(value);
} else {
emptyAction.run();
}
}
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具體操作如下所示。
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public class Test {
public static void main(String[] args) {
//值存在
List<Integer> 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"));
}
}
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8、filter(Predicate<? super T> predicate)，根據傳入的 Predicate 對 Optional 中的值進行過濾，滿足條件則返回該 Optional 對象，否則返回一個空的 Optional，定義如下所示。
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public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
Objects.requireNonNull(predicate);
if (!isPresent()) {
return this;
} else {
return predicate.test(value) ? this : empty();
}
}
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具體操作如下所示。
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public class Test {
public static void main(String[] args) {
Optional optional = Optional.ofNullable(1);
Predicate<Integer> predicate = num -> num >= 3;
System.out.println(optional.filter(predicate));
predicate = num -> num < 3;
System.out.println(optional.filter(predicate));
}
}
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9、map(Function<? super T, ? extends U> mapper)，如果 Optional 有值，則執行 mapper 映射函數，並獲取其返回值，如果返回值不爲 null，則返回一個包含返回值的 Optional 對象，否則返回一個空的 Optional 對象，定義如下所示。
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public <U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {
Objects.requireNonNull(mapper);
if (!isPresent()) {
return empty();
} else {
return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));
}
}
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具體操作如下所示。
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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 {
}
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上述代碼表示如果 classA 中包含 classB，則直接返回一個 Optional[ClassB] 對象，否則返回一個空的 Optional 對象，
對上述代碼進行修改，刪除 classA.setClassB(classB); 如下所示。
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ClassB classB = new ClassB();
ClassA classA = new ClassA();
Optional optional = Optional.ofNullable(classA)
.map((classA1)->classA1.getClassB());
System.out.println(optional);
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這裏需要注意的是 map 方法的調用必須和 Optional 的創建連起來寫，如下所示。
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Optional optional = Optional.ofNullable(classA).map((classA1)->classA1.getClassB());
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不能分開寫，錯誤寫法如下所示。
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Optional optional = Optional.ofNullable(classA);
optional.map((classA1)->classA1.getClassB());
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10、flatMap(Function<? super T, ? extends Optional<? extends U>> mapper)，功能與 map 類似，區別在於 map 的 mapper 映射函數可返回任意數據類型，但是 flatMap 的 mapper 映射函數只能返回 Optional 類型，定義如下所示。
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public <U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, ? extends Optional<? extends U>> mapper) {
Objects.requireNonNull(mapper);
if (!isPresent()) {
return empty();
} else {
@SuppressWarnings("unchecked")
Optional<U> r = (Optional<U>) mapper.apply(value);
return Objects.requireNonNull(r);
}
}
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具體操作如下所示。
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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);
}
}
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11、orElse(T other)，如果 Optional 的值存在則返回，否則返回 other，定義如下所示。
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public T orElse(T other) {
return value != null ? value : other;
}
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具體操作如下所示。
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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"));
}
}
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12、orElseGet(Supplier<? extends T> supplier)，功能與 orElse 類似，區別在於 orElse 可直接返回某個值，orElseGet 需要執行 supplier，並返回其結果，多了一個步驟，定義如下所示。
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public T orElseGet(Supplier<? extends T> supplier) {
return value != null ? value : supplier.get();
}
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具體操作如下所示。
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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"));
}
}
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13、orElseThrow()，如果值存在則返回，否則拋出 NoSuchElementException，定義如下所示。
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public T orElseThrow() {
if (value == null) {
throw new NoSuchElementException("No value present");
}
return value;
}
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具體操作如下所示。
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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());
}
}
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14、orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)，功能與 orElseThrow 類似，如果值存在則返回，否則拋出 exceptionSupplier 返回的異常，定義如下所示。
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public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
if (value != null) {
return value;
} else {
throw exceptionSupplier.get();
}
}
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具體操作如下所示。
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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();
}
}
}
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上面詳細介紹了 Optional 類的各種方法，接下來我們結合實際案例，來看看實際開發中使用 Optional 的優勢。
實際案例
我們來設置一個客戶訂單查詢場景。
1、定義 3 個類 Consumer、Order、Product，其中 Consumer 包含 Order，Order 包含 Product，具體代碼如下所示。
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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;
}
}
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2、分別創建 Consumer、Order、Product 對象，並完成級聯，然後定義返回 Consumer 中 ProductName 的方法，傳統的開發方式需要對涉及到的對象都進行非空驗證，如下所示。
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public class Test {
public static void main(String[] args) {
Product product = new Product();
product.setName("電腦");
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;
}
}
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3、使用 Optional 類對上述代碼進行修改，可以將代碼變得更加簡潔、優雅，不需要一層一層的寫非空判斷，可直接完成鏈式調用，如下所示。
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public static String getProductName(Consumer consumer){
return Optional.ofNullable(consumer)
.map(consumer1 -> consumer1.getOrder())
.map(order -> order.getProduct())
.map(product -> product.getName())
.orElse(null);
}
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