如何正确使用Optional-java8新特性

我们知道 JAVA 8 增加了一些很有用的 API,其中一个就是 Optional。如果对它不加以思索,只是轻描淡写的认为它优雅的解决了 NullPointException 的问题,于是就开始这样编写代码:

Optional<User> user = ....
if(user.isPresent()){
  return user.getOrders();
} else {
  return Collections.emptyList();
}

假如如上这么编写,就是在原地踏步,只是本能的认为它不过是 User 实例的包装,这与我们之前写成

User  user = .....
if (user != null){
   return user.getOrders();
}else{
   return Collections.emptyList();
}

实质上没有任何区别,这就是我们将要讲到的使用好 JAVA 8 Optional 类型的正确 姿势.

直白的讲,当还在以如下方式使用 Optional 时, 就得开始检视自己
– 调用 isPresent() 方法时
– 调用 get() 方法时
– Optional 类型作为类/实例属性时
– Optional 类型作为方法参数时
isPresent() 与 obj !=null 无任何分别,我们生活依然步步惊心,而没有 isPresent() 作铺垫的 get() 调研在 IntelliJ IDEA会收到警告:

Reorts calls to java.util.Optional.get() without first checking with a isPresent() call if a value is available. If the Optional does not contain a value, get() will throw an exception.

调用 Optional.get() 前不事先用 isPresent()检查值是否可用,假如 Optional不包含一个值,get()将会抛出一个异常

把 Optional 类型作属性或者方法参数在 IntelliJ IDEA 中更是强力不推荐的。

Reports any uses of 
java.util.Optional<T>,
java.utiozl.OptionalDouble,
java.util.OptionalInt,
java.util.OptionalLong or com.google.common.base.Optional as the type for a field or a parameter. Optional was designed to provide a limited mrchanism for library method return types where there needed to be a clear way to represent "no result" . Using a field with java.util.Optional is also problematic if the class needs to be Serialized, which java.util.Optional is not.
使用任何Optional的类型 作为字段或方法参数都是不可取的。Optional只设计为类库方法的,可明确表示可能无值情况下的返回类型。Optional类型不可被序列化, 用作字段类型会出问题。 

所以 Optional 中我们真正可依赖的应该除了 isPresent() 和 get() 的其他方法:

return user.orElse(null); //而不是 return user.isPresent()?user.get():null;
return user.orElse(UNKNOW_USER);

存在即返回,无则由函数产生

return user.orElseGet(() -> fetchAUserFromDatabase()); 
//而不要 return user.isPresent()?user:fetchAUserFromDatabase();

存在才对它做点什么

user.ifPresent(System.out::println);
//而不要这样
if(user.isPresent()){
  System.out.println(user.get());
}

map 函数登场

当 user.isPresent() 为真,获得它关联的 orders 为假则返回一个空集合时,我们用上面的 orElse , orElseGet 方法都乏力时,那原本就是 map 函数的责任,我们可以这样一行

return user.map(u -> u.getOrders()).orElse(Collections.emptyList())

//上面避免了我们类似 java 8 之前的做法
if(user.isPresent()){
  return user.get().getOrders();
}else{
  return Collections.emptyList();
}
map 是可能无限级联的,比如再深层次,获得用户名的大写形式
return user.map(u -> u.getUsername())
           .map(name -> name.toUpperCase())
           .orElse(null);

//这要是以前,写法如下:
User user = ....
if( user != null ){
  String name = user.getUsername();
  if(name != null){
    return name.toUpperCase();
  }else{
    return null;
  }
}else{
  return null;
}

用了 isPresent() 处理 NullPointException 不叫优雅,有了 orElse,orElseGet等,特别是 map方法才叫优雅。

其他几个,filter() 把不符合条件的值变为 empty() , flatMap() 总是与 map() 方法成对的, orElseThrow() 在有值直接返回,无值时抛出想要的异常。

一句话小结:使用 Optional 时尽量不直接调用 Optional.get() 方法,Optional.isPresent() 更应该被视为一个私有方法,应依赖于其他像 Optional.orElse() , Optional.orElseGet() , Optional.map() 等这样的方法。

最后,最好的理解 Java 8 Optional 的 方法莫过于看它的源代码 java.util.Optional。
java.util.Optional 的方法 基本都是内部调用 isPresent() 判断,True 时处理值 , False 时什么也不做。

完整示例

public class OptionalDemo {

  public static void main(String[] args) {
    //创建Optional实例,也可以通过方法返回值得到。
    Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");

    //创建没有值的Optional实例,例如值为'null'
    Optional empty = Optional.ofNullable(null);

    //isPresent方法用来检查Optional实例是否有值。
    if (name.isPresent()) {
      //调用get()返回Optional值。
      System.out.println(name.get());
    }

    try {
      //在Optional实例上调用get()抛出NoSuchElementException。
      System.out.println(empty.get());
    } catch (NoSuchElementException ex) {
      System.out.println(ex.getMessage());
    }

    //ifPresent方法接受lambda表达式参数。
    //如果Optional值不为空,lambda表达式会处理并在其上执行操作。
    name.ifPresent((value) -> {
      System.out.println("The length of the value is: " + value.length());
    });

    //如果有值orElse方法会返回Optional实例,否则返回传入的错误信息。
    System.out.println(empty.orElse("There is no value present!"));
    System.out.println(name.orElse("There is some value!"));

    //orElseGet与orElse类似,区别在于传入的默认值。
    //orElseGet接受lambda表达式生成默认值。
    System.out.println(empty.orElseGet(() -> "Default Value"));
    System.out.println(name.orElseGet(() -> "Default Value"));

    try {
      //orElseThrow与orElse方法类似,区别在于返回值。
      //orElseThrow抛出由传入的lambda表达式/方法生成异常。
      empty.orElseThrow(ValueAbsentException::new);
    } catch (Throwable ex) {
      System.out.println(ex.getMessage());
    }

    //map方法通过传入的lambda表达式修改Optonal实例默认值。 
    //lambda表达式返回值会包装为Optional实例。
    Optional<String> upperName = name.map((value) -> value.toUpperCase());
    System.out.println(upperName.orElse("No value found"));

    //flatMap与map(Funtion)非常相似,区别在于lambda表达式的返回值。
    //map方法的lambda表达式返回值可以是任何类型,但是返回值会包装成Optional实例。
    //但是flatMap方法的lambda返回值总是Optional类型。
    upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));
    System.out.println(upperName.orElse("No value found"));

    //filter方法检查Optiona值是否满足给定条件。
    //如果满足返回Optional实例值,否则返回空Optional。
    Optional<String> longName = name.filter((value) -> value.length() > 6);
    System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"));

    //另一个示例,Optional值不满足给定条件。
    Optional<String> anotherName = Optional.of("Sana");
    Optional<String> shortName = anotherName.filter((value) -> value.length() > 6);
    System.out.println(shortName.orElse("The name is less than 6 characters"));

  }
}
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