一、簡介
Optional類是Java8爲了解決null值判斷問題，借鑑google guava類庫的Optional類而引入的一個同名Optional類，使用Optional類可以避免顯式的null值判斷（null的防禦性檢查），避免null導致的NPE（NullPointerException）。
- 我們來看一段代碼：
public static String getGender(Student student)
{
if(null == student)
{
return "Unkown";
}
return student.getGender();
}
這是一個獲取學生性別的方法，方法入參爲一個Student對象，爲了防止student對象爲null， 做了防禦性檢查：如果值爲null，返回"Unkown"。
- 再看使用Optional優化後的方法：
public static String getGender(Student student)
{
return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElse("Unkown");
}
可以看到，Optional類結合lambda表達式的使用能夠讓開發出的代碼更簡潔和優雅。
二、Optional對象的創建
我們看下Optional類的部分源碼：
private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
private final T value;
private Optional() {
this.value = null;
}
public static<T> Optional<T> empty() {
@SuppressWarnings("unchecked")
Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
return t;
}
private Optional(T value) {
this.value = Objects.requireNonNull(value);
}
public static <T> Optional<T> of(T value) {
return new Optional<>(value);
}
public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
return value == null ? empty() : of(value);
}
可以看出，Optional類的兩個構造方法都是private型的，因此類外部不能顯示的使用new Optional()的方式來創建Optional對象，但是Optional類提供了三個靜態方法empty()、of(T value)、ofNullable(T value)來創建Optinal對象，示例如下：
- 創建一個包裝對象值爲空的Optional對象
OptionaloptStr = Optional.empty(); - 創建包裝對象值非空的Optional對象
OptionaloptStr1 = Optional.of("optional"); - 創建包裝對象值允許爲空的Optional對象
OptionaloptStr2 = Optional.ofNullable(null);
三、Optional 類典型接口的使用
下面以一些典型場景爲例，列出Optional API常用接口的用法，並附上相應代碼。
- 3.1 get()方法
簡單看下get()方法的源碼：
public T get() {
if (value == null) {
throw new NoSuchElementException("No value present");
}
return value;
}
可以看到，get()方法主要用於返回包裝對象的實際值，但是如果包裝對象值爲null，會拋出NoSuchElementException異常。
- 3.2 isPresent()方法
isPresent()方法的源碼：
public boolean isPresent() {
return value != null;
}
可以看到，isPresent()方法用於判斷包裝對象的值是否非空。下面我們來看一段糟糕的代碼：
public static String getGender(Student student)
{
Optional<Student> stuOpt = Optional.ofNullable(student);
if(stuOpt.isPresent())
{
return stuOpt.get().getGender();
}
return "Unkown";
}
這段代碼實現的是第一章(簡介)中的邏輯，但是這種用法不但沒有減少null的防禦性檢查，而且增加了Optional包裝的過程，違背了Optional設計的初衷，因此開發中要避免這種糟糕的使用~
- 3.3 ifPresent()方法
ifPresent()方法的源碼：
public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
if (value != null)
consumer.accept(value);
}
ifPresent()方法接受一個Consumer對象（消費函數），如果包裝對象的值非空，運行Consumer對象的accept()方法。示例如下：
public static void printName(Student student)
{
Optional.ofNullable(student).ifPresent(u -> System.out.println("The student name is : " + u.getName()));
}
上述示例用於打印學生姓名，由於ifPresent()方法內部做了null值檢查，調用前無需擔心NPE問題。
3.4 filter()方法
filter()方法的源碼：
public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
Objects.requireNonNull(predicate);
if (!isPresent())
return this;
else
return predicate.test(value) ? this : empty();
}
filter()方法接受參數爲Predicate對象，用於對Optional對象進行過濾，如果符合Predicate的條件，返回Optional對象本身，否則返回一個空的Optional對象。舉例如下：
public static void filterAge(Student student)
{
Optional.ofNullable(student).filter( u -> u.getAge() > 18).ifPresent(u -> System.out.println("The student age is more than 18."));
}
上述示例中，實現了年齡大於18的學生的篩選。
- 3.5 map()方法
map()方法的源碼：
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));
}
}
map()方法的參數爲Function（函數式接口）對象，map()方法將Optional中的包裝對象用Function函數進行運算，幷包裝成新的Optional對象（包裝對象的類型可能改變）。舉例如下：
public static Optional<Integer> getAge(Student student)
{
return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getAge());
}
上述代碼中，先用ofNullable()方法構造一個Optional
- 3.6 flatMap()方法
flatMap()方法的源碼：
public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper) {
Objects.requireNonNull(mapper);
if (!isPresent())
return empty();
else {
return Objects.requireNonNull(mapper.apply(value));
}
}
跟map()方法不同的是，入參Function函數的返回值類型爲Optional類型，而不是U類型，這樣flatMap()能將一個二維的Optional對象映射成一個一維的對象。以3.5中示例功能爲例，進行faltMap()改寫如下：
public static Optional<Integer> getAge(Student student)
{
return Optional.ofNullable(student).flatMap(u -> Optional.ofNullable(u.getAge()));
}
- 3.7 orElse()方法
orElse()方法的源碼：
public T orElse(T other) {
return value != null ? value : other;
}
orElse()方法功能比較簡單，即如果包裝對象值非空，返回包裝對象值，否則返回入參other的值（默認值）。如第一章（簡介）中提到的代碼：
public static String getGender(Student student)
{
return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElse("Unkown");
}
3.7 orElseGet()方法
orElseGet()方法的源碼：
public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) {
return value != null ? value : other.get();
}
orElseGet()方法與orElse()方法類似，區別在於orElseGet()方法的入參爲一個Supplier對象(供應者)，用Supplier對象的get()方法的返回值作爲默認值。如：
public static String getGender(Student student)
{
return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElseGet(() -> "Unkown");
}
- 3.8 orElseThrow()方法
orElseThrow()方法的源碼：
public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
if (value != null) {
return value;
} else {
throw exceptionSupplier.get();
}
}
orElseThrow()方法其實與orElseGet()方法非常相似了，入參都是Supplier對象，只不過orElseThrow()的Supplier對象必須返回一個Throwable異常，並在orElseThrow()中將異常拋出：
public static String getGender1(Student student)
{
return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElseThrow(() -> new RuntimeException("Unkown"));
}
orElseThrow()方法適用於包裝對象值爲空時需要拋出特定異常的場景。