2023-01-09 13:13:49來源：今日頭條
我常說學(xué)習(xí)一定要有目的，首先發(fā)現(xiàn)問題，或者不便之處，然后尋找解決方案，解決方案可能有很多，我們要選擇好的方法來使用
這篇文章介紹JDK8推出的Optional容器，會(huì)從以下幾點(diǎn)展開：
現(xiàn)在編程的問題或者說痛點(diǎn)是什么通過案例演示：解決方案有哪些，Optional怎么解決Optional系統(tǒng)用法Optional的錯(cuò)誤用法Optional總結(jié)由此一起來認(rèn)識(shí)Optional的正確使用方式，遠(yuǎn)比我們想象的強(qiáng)大，好用，看很多文章和教程都在講API，個(gè)人感覺調(diào)用一個(gè)方法誰(shuí)不會(huì)？它到底好在哪才是最重要的，我發(fā)布的文章都秉承發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的理念展開，好了，不吹了，精彩的要來了！
(資料圖片)
作為Java程序員遇到NullPointerException是非常痛苦的，這可能是我們遇到的最多的異常了
前后端聯(lián)調(diào)：嗨！哥們，你這500啥意思呀？
后端：先是沉思，這怎么會(huì)有空指針？對(duì)前端說：哥們等1分鐘，馬上解決，我可不能說空指針，我可是老開發(fā)了！說空指針多沒面子。
產(chǎn)生過這種無奈的請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)大聲說出來！無論是新手還是專家，在NullPointerException面前可謂眾生平等
我們編程時(shí)經(jīng)常承受：寫了類型檢查，值判斷，最終沒想到竟然是一個(gè)null的痛苦，毫不留情的甩出來一個(gè)令人厭煩的NullPointerException，比如：
系統(tǒng)中用戶，有些用戶進(jìn)行了實(shí)名認(rèn)證，擁有身份證信息，有些用戶并沒有完成實(shí)名認(rèn)證就沒有身份證信息【不要深究設(shè)計(jì)是否合理，僅僅是舉例講解Optional知識(shí)點(diǎn)】
用戶類：
public class User { private Long id; private String name; // 身份證對(duì)象 private IdCard idCard; // getter、setter、toString}身份證類：
public class IdCard { private Long id; // 身份證號(hào)碼 private String idNum; // getter、setter、toString}測(cè)試類：獲取用戶的身份證號(hào)碼
public class OptionalMain { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建用戶對(duì)象 User user = new User(); // 調(diào)用一系列g(shù)et方法獲取身份證號(hào)碼 // 因?yàn)檎{(diào)用 getIdCard()時(shí)并沒有身份證對(duì)象為null，再調(diào)用getIdNum方法則出現(xiàn) NullPointerException String idNum = user.getIdCard().getIdNum(); System.out.println(idNum); }}運(yùn)行結(jié)果：
如果user是傳遞進(jìn)來的，傳進(jìn)來的user也有可能是null
解決方案怎樣做才能避免不期而至的NullPointerException？通常，在需要的地方添加null的檢查，所以我們的代碼多了很多的判斷是否為null的驗(yàn)證，影響代碼結(jié)構(gòu)，甚至有時(shí)不加思索是否需要驗(yàn)證也會(huì)統(tǒng)一加上非空判斷，來避免不可預(yù)知的空值，防止生產(chǎn)環(huán)境造成損失！并且添加的方式往往各有不同：
?嵌套判斷：
public class OptionalMain { public static void main(String[] args) { User user = new User(); // 判斷user是否為null if(user != null) { IdCard idCard = user.getIdCard(); // 判斷 idCard 是否為null if(idCard != null) { // 獲取身份證號(hào)碼 System.out.println(idCard.getIdNum()); }else { System.out.println("未實(shí)名認(rèn)證！"); } }else { System.out.println("該用戶不存在！"); } }}逐個(gè)判斷：
public class OptionalMain { /** * 獲取身份證號(hào)碼 * @param user：用戶 * @return：身份證號(hào)碼 */ public static String getUserIdcardNum(User user) { // 判斷用戶是否為空 if(user == null) { return "無此用戶"; } // 判斷是否實(shí)名認(rèn)證 if(user.getIdCard() == null) { return "該用戶未實(shí)名認(rèn)證"; } // 返回身份證號(hào)碼，如果：要對(duì)身份證號(hào)碼進(jìn)行操作，也要對(duì)idNum進(jìn)行非空判斷 return user.getIdCard().getIdNum(); } public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建用戶對(duì)象 User user = new User(); // 1、調(diào)用獲取身份證方法，有用戶但未實(shí)名 System.out.println("******未認(rèn)證******"); String userIdcardNum1 = getUserIdcardNum(user); System.out.println("結(jié)果：" + userIdcardNum1); // 2、傳遞空用戶 System.out.println("******空用戶******"); String userIdcardNum2 = getUserIdcardNum(null); System.out.println("結(jié)果：" + userIdcardNum2); // 3、創(chuàng)建身份證對(duì)象 IdCard idCard = new IdCard(); idCard.setId(1L); idCard.setIdNum("411481199611111516"); user.setIdCard(idCard); // 傳遞實(shí)名認(rèn)證的用戶 System.out.println("******已認(rèn)證******"); String userIdcardNum3 = getUserIdcardNum(user); System.out.println("結(jié)果：" + userIdcardNum3); }}運(yùn)行結(jié)果：
如果有其他要求，就要做更多的非空判斷，影響代碼的連貫性，凈判斷空值了
一旦忘記判斷某一個(gè)值是否為空，就又要和 NullPointerException 偶遇了，它并不是女朋友，而是最不想遇見的【債主】
null值帶來的問題NullPointerException是目前Java程序開發(fā)中最典型的異常，有些書中稱其為錯(cuò)誤之源，個(gè)人覺得有點(diǎn)夸張，你覺著呢？各種非空判斷，讓代碼變的冗余，閱讀性很糟糕，非空判斷對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)是毫無意義的null值本身也毫無意義，可以認(rèn)為是給對(duì)象一個(gè)【錯(cuò)誤的默認(rèn)值】null可以被賦值給任意的引用數(shù)據(jù)類型，如果是分布式系統(tǒng)，該值被傳遞到另一個(gè)服務(wù)中，無法知道最初的它是什么類型，也無法對(duì)其進(jìn)行賦值Java為了簡(jiǎn)化語(yǔ)言，摒棄了指針的概念，但是NullPointerException是個(gè)例外Optional的出現(xiàn)Java團(tuán)隊(duì)結(jié)合Haskell和Scala語(yǔ)言對(duì)null值的處理方式，在JDK8時(shí)推出Optional類來專門處理空值問題，當(dāng)然該類并不是為了避免我們?nèi)?=null的非空判斷，他功能很強(qiáng)，配合Lambda表達(dá)式更香
源碼注釋/** * A container object which may or may not contain a non-null value. 一個(gè)可以包含或不包含非空值的容器對(duì)象 * If a value is present, {@code isPresent()} will return {@code true} and * {@code get()} will return the value. 如果存在值，isPresent()方法會(huì)返回true，通過get()方法返回值 * * Additional methods that depend on the presence or absence of a contained * value are provided, such as {@link #orElse(java.lang.Object) orElse()} * (return a default value if value not present) and * {@link #ifPresent(java.util.function.Consumer) ifPresent()} (execute a block * of code if the value is present). 提供了取決于是否存在包含值的其他方法，比如orElse，如果值不存在，則返回默認(rèn)值 并且 可以通過ifPresent() 判斷值是否存在，存在則執(zhí)行代碼塊 *
This is a value-based * class; use of identity-sensitive operations (including reference equality * ({@code ==}), identity hash code, or synchronization) on instances of * {@code Optional} may have unpredictable results and should be avoided. 這是一個(gè)基于值的類，應(yīng)避免使用于身份敏感操作【這里應(yīng)該意思是：對(duì)象是否存在不確定的敏感操作】（包括引用 ==，哈希或同步）的實(shí)例可能會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的結(jié)果 * @since
從Optional類的定義和聲明來看特點(diǎn)如下：
是一個(gè)final類，不可被繼承，并且是一個(gè)泛型類該類是一個(gè)容器，可以用來存儲(chǔ)對(duì)象該類提供了一系列方法來判斷是否有值【isPresent()】和獲取值【get()】Optional解決null問題通過案例感受Optional處理null的套路：
將可能為null，或者說允許為null的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)Optional容器中通過Optional的map、filter、flatMap方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取需要的對(duì)象屬性，用法和Stream相同如果數(shù)據(jù)為空了，可以返回一個(gè)自定義對(duì)象，或者拋出異常都可以，隨你所愿User類：
public class User { private Long id; private String name; // 將可能為null的對(duì)象放入Optional中 private Optional idCard; // getter、setter、toString} IdCard類：
public class IdCard { private Long id; // 如果身份證號(hào)碼也允許為null，也可以放入Optional中【Optional】 // 但是實(shí)名認(rèn)證了，身份證號(hào)碼就是必須的了不是嗎， // 一旦使用了Optional，沒有身份證號(hào)碼時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)，可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，所以也不要濫用 private String idNum; // getter、setter、toString} 測(cè)試類：
public class OptionalMain { /** * 獲取身份證號(hào)碼 * @param user：用戶 * @return：身份證號(hào)碼 */ public static String getUserIdcardNum(User user){ // 將User通過Optional.of() 方法 存儲(chǔ)進(jìn)Optional Optional optionalUser = Optional.of(user); // 通過map方法先獲取user中身份對(duì)象，orElse：如果沒有，返回一個(gè)自定義的Optional對(duì)象 Optional optionalIdCard = optionalUser.map(User::getIdCard).orElse(Optional.of(new IdCard())); // 通過map方法獲取IdCard中的idNum，如果沒有返回 "無實(shí)名認(rèn)證"字符串 String idNum = optionalIdCard.map(IdCard::getIdNum).orElse("無實(shí)名認(rèn)證"); return idNum; } public static void main(String[] args){ User user = new User(); // 將user對(duì)象傳進(jìn)方法中，該對(duì)象中的IdCard為null System.out.println(getUserIdcardNum(user)); }} 運(yùn)行結(jié)果：
我們僅僅傳入了user對(duì)象，IdCard為null，通過getUserIdcardNum方法處理之后，返回定義的無實(shí)名認(rèn)證，這里并沒有做if...else的判斷，這樣的代碼看起來更優(yōu)雅，不是嗎？
總結(jié)來說：
把對(duì)象放進(jìn)Optional中，可以通過Optional提供的API來操作容器中的對(duì)象如：對(duì)象非空正常使用，我們可以通過get()方法獲取對(duì)象如果是空可以通過某些方法【orElse、orElseGet、orElseThrow】，返回自定義的結(jié)果，避免空指針異常出現(xiàn)通過一些判斷方法來判斷Optional中對(duì)象是否為null接下來講解一下Optional中的API，系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)強(qiáng)大的Optional
Optional結(jié)構(gòu)Optional方法概覽方法 | 作用 |
Optional.empty() | 創(chuàng)建一個(gè)空的 Optional 實(shí)例 |
Optional.of(T t) | 創(chuàng)建一個(gè) Optional 實(shí)例，當(dāng) t為null時(shí)拋出異常 |
Optional.ofNullable(T t) | 創(chuàng)建一個(gè) Optional 實(shí)例，但當(dāng) t為null時(shí)不會(huì)拋出異常，而是返回一個(gè)空的實(shí)例 |
get() | 獲取optional實(shí)例中的對(duì)象，當(dāng)optional 容器為空時(shí)報(bào)錯(cuò) |
isPresent() | 判斷optional是否為空，如果空則返回false，否則返回true |
ifPresent(Consumer c) | 如果optional不為空，則將optional中的對(duì)象傳給Comsumer函數(shù) |
orElse(T other) | 如果optional不為空，則返回optional中的對(duì)象；如果為null，則返回 other 這個(gè)默認(rèn)值 |
orElseGet(Supplier | 如果optional不為空，則返回optional中的對(duì)象；如果為null，則使用Supplier函數(shù)生成默認(rèn)值other |
orElseThrow(Supplier | 如果optional不為空，則返回optional中的對(duì)象；如果為null，則拋出Supplier函數(shù)生成的異常 |
filter(Predicate | 如果optional不為空，則執(zhí)行斷言函數(shù)p，如果p的結(jié)果為true，則返回原本的optional，否則返回空的optional |
map(Function | 如果optional不為空，則將optional中的對(duì)象 t 映射成另外一個(gè)對(duì)象 u，并將 u 存放到一個(gè)新的optional容器中 |
flatMap(Function< T,Optional> mapper) | 跟上面一樣，在optional不為空的情況下，將對(duì)象t映射成另外一個(gè)optional，區(qū)別在于：map會(huì)自動(dòng)將u放到optional中，而flatMap則需要手動(dòng)給u創(chuàng)建一個(gè)optional |
強(qiáng)烈建議：打開編輯器，多翻閱源碼，對(duì)學(xué)習(xí)和編碼都有很大幫助，剛開始看不懂沒關(guān)系，量變產(chǎn)生質(zhì)變
Optional 創(chuàng)建通過Optional源碼發(fā)現(xiàn)：
該類final修飾，不能被繼承，只有一個(gè)Object父類是一個(gè)泛型類，使用時(shí)為了類型安全指明泛型類型連個(gè)私有常量，供內(nèi)部調(diào)用，其中value為Optional容器中存儲(chǔ)的對(duì)象兩個(gè)構(gòu)造方法，無參和有參的都為私有，說明不能通過構(gòu)造方法創(chuàng)建Optional對(duì)象，需要通過內(nèi)部提供的【empty()、of(T t)、ofNullable(T t)】三個(gè)靜態(tài)方法創(chuàng)建，這種創(chuàng)建方式其實(shí)就是【工廠模式】代碼實(shí)現(xiàn)：
// 創(chuàng)建一個(gè)包裝對(duì)象值為空的Optional對(duì)象OptionalOptional其他APIget()
作用：獲取optional實(shí)例中的對(duì)象，當(dāng)optional 容器為空時(shí)報(bào)錯(cuò)
源碼：
判斷value是否為null為null，拋出NoSuchElementException("No value present")異常不為null，返回valuenull值Optional：
// 創(chuàng)建值為null的Optional對(duì)象Optionaloptional = Optional.empty();// get返回 NoSuchElementException("No value present")String result = optional.get();System.out.println(result);
非null值Optional：
// 創(chuàng)建值為：optional的Optional對(duì)象OptionalisPresent()optional = Optional.of("optional");// 返回值 optionalString result = optional.get();System.out.println(result);
作用：判斷optional是否為空，如果空則返回false，否則返回true
源碼：
代碼實(shí)現(xiàn)：
