1. 前言

相信不少小伙伴已经被java的NPE(Null Pointer Exception)所谓的空指针异常搞的头昏脑涨, 有大佬说过“防止 NPE，是程序员的基本修养。”但是修养归修养，也是我们程序员最头疼的问题之一。之前，Google Guava项目曾提出用Optional类来包装对象从而解决NullPointerException。受此影响，JDK8的类中也引入了Optional类，在新版的SpringData Jpa和Spring Redis Data中都已实现了对该方法的支持。我们今天就要尽可能的利用Java8的新特性 Optional来尽量简化代码同时高效处理NPE（Null Pointer Exception 空指针异常）

2. 初识Optional

首先我们看下面一段代码，肯定会很熟悉

public static String getFirstName(User user)
    {
        if(null == user)
        {
            return "Unkown";
        }
        return student.getFirstName();
        
    }

从上面看出，就是对这个实例是不是空做了判断,然后我们看下使用java8 的Optional类之后的代码

public static String getFirstName(User user)
    {
       return Optional.ofNullable(user).map(u -> u.getFirstName()).orElse("Unkown");
        
    }

简单来说，Opitonal类就是Java提供的为了解决大家平时判断对象是否为空用会用 null!=obj 这样的方式存在的判断，从而令人头疼导致NPE（Null Pointer Exception 空指针异常），同时Optional的存在可以让代码更加简单，可读性跟高，代码写起来更高效.

下面，我们就高效的学习一下神奇的Optional类！

3. Optional对象创建

首先我们先打开Optional的内部,去一探究竟 先把几个创建Optional对象的方法提取出来

public final class Optional<T> {
   private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
   private final T value;
   //我们可以看到两个构造方格都是private 私有的
   //说明 我们没办法在外面去new出来Optional对象
   private Optional() {
        this.value = null;
    }
   private Optional(T value) {
        this.value = Objects.requireNonNull(value);
    }
    //这个静态方法大致 是创建出一个包装值为空的一个对象因为没有任何参数赋值
   public static<T> Optional<T> empty() {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
        return t;
    }
    //这个静态方法大致 是创建出一个包装值非空的一个对象 因为做了赋值
   public static <T> Optional<T> of(T value) {
        return new Optional<>(value);
    }
    //这个静态方法大致是 如果参数value为空，则创建空对象，如果不为空，则创建有参对象
   public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
        return value == null ? empty() : of(value);
    }
 }
复制代码

再做一个简单的实例展示与上面对应

        // 1、创建一个包装对象值为空的Optional对象
        Optional<String> optEmpty = Optional.empty();
        // 2、创建包装对象值非空的Optional对象
        Optional<String> optOf = Optional.of("optional");
        // 3、创建包装对象值允许为空也可以不为空的Optional对象
        Optional<String> optOfNullable1 = Optional.ofNullable(null);
        Optional<String> optOfNullable2 = Optional.ofNullable("optional");
复制代码

我们关于创建Optional对象的内部方法大致分析完毕接下来也正式的进入Optional的学习与使用中

4. Optional类的使用


private Optional()
private Optional(T value)
public static<T> Optional<T> empty()
public static <T> Optional<T> of(T value)
public static <T> Optional<T> ofNullable(T value)
public T get()
public boolean isPresent()
public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer)
public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate)
public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper)
public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)
public T orElse(T other)
public T orElseGet(Supplier<? extends T> other)
public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)
throws X

4.1 Optional.get()方法(返回对象的值)

get()方法是返回一个option的实例值 ,如果value不为空则做返回，如果为空则抛出异常 "No value present" ，源码：

    public T get() {
        if (value == null) {
            throw new NoSuchElementException("No value present");
        }
        return value;
    }

实例：

        User user=new User();
        user.setFirstName("Tom");
        Optional.ofNullable(user).get();

4.2 Optional.isPresent()方法(判读是否为空)

isPresent()方法就是会返回一个boolean类型值，如果对象不为空则为真，如果为空则false ,源码:

 public boolean isPresent() {
        return value != null;
    }

实例:

       
        User user=new User();
        person.setFirstName("Tom");
        if (Optional.ofNullable(user).isPresent()){
        //写不为空的逻辑
        System.out.println("不为空");
        }else{
         //写为空的逻辑
         System.out.println("为空");
        }

4 .3 Optional.ifPresent()方法(判读是否为空并返回函数)

如果对象非空，则运行函数体 ,源码:

  public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
        //如果value不为空，则运行accept方法体
        if (value != null)
            consumer.accept(value);
    }

实例：

        User user = new User();
        user.setFirstName("Tom");
        Optional.ofNullable(user).ifPresent(u -> System.out.println("姓名"+u.getFirstName()));

4.4 Optional.filter()方法(过滤对象)

filter()方法大致意思是，接受一个对象，然后对他进行条件过滤，如果条件符合则返回Optional对象本身，如果不符合则返回空Optional ,源码：

    public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
        Objects.requireNonNull(predicate);
        //如果为空直接返回this
        if (!isPresent())
            return this;
        else
        //判断返回本身还是空Optional
            return predicate.test(value) ? this : empty();
    }

实例：

        User user = new User();
        user.setFirstName("Tom");
        Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getFirstName().equeal("Toms"));

4.5 Optional.map()方法(对象进行二次包装)

map()方法将对应Funcation函数式接口中的对象，进行二次运算，封装成新的对象然后返回在Optional中 ,源码：

 public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {
        Objects.requireNonNull(mapper);
        //如果为空返回自己
        if (!isPresent())
            return empty();
        else {
        //否则返回用方法修饰过的Optional
            return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));
        }
    }

实例：

        User user = new User();
        user.setFirstName("Tom");
        String optName = Optional.ofNullable(user).map(u -> u.getFirstName()).orElse("firstName为空");

4.6 Optional.flatMap()方法(Optional对象进行二次包装)

map()方法将对应Optional< Funcation >函数式接口中的对象，进行二次运算，封装成新的对象然后返回在Optional中, 源码:

    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));
        }
    }

实例：

        User user = new User();
        user.setFirstName("Tom");
        Optional<Object> optName = Optional.ofNullable(user).map(u -> Optional.ofNullable(u.getFirstName()).orElse("firstName为空"));

4.7 Optional.orElse()方法(为空返回对象)

如果包装对象为空的话，就执行orElse方法里的value，如果非空，则返回写入对象 ,源码:

    public T orElse(T other) {
    //如果非空，返回value，如果为空，返回other
        return value != null ? value : other;
    }

实例：

        User user = new User();
        user.setFirstName("Tom");
        Optional.ofNullable(user).orElse(new User("Tom"));

4.8 Optional.orElseGet()方法(为空返回Supplier对象)

这个与orElse很相似，入参不一样，入参为Supplier对象，为空返回传入对象的.get()方法，如果非空则返回当前对象 ,源码:

    public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) {
        return value != null ? value : other.get();
    }

实例：

         Optional<Supplier<User>> sup=Optional.ofNullable(User::new);
        //调用get()方法，此时才会调用对象的构造方法，即获得到真正对象
         Optional.ofNullable(user).orElseGet(sup.get());

Suppiler是一个接口，是类似Spring的懒加载，声明之后并不会占用内存，只有执行了get()方法之后，才会调用构造方法创建出对象创建对象的语法的话就是Supplier<User> supUser= User::new; 需要使用时supUser.get()即可

4.9 Optional.orElseThrow()方法(为空返回异常)

如果为空，就抛出定义的异常，如果不为空返回当前对象, 源码：

    public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
        if (value != null) {
            return value;
        } else {
            throw exceptionSupplier.get();
        }
    }

实例：这个就贴实战源码了

        Member member = memberService.selectByPhone(request.getPhone());
        Optional.ofNullable(member).orElseThrow(() -> new ServiceException("没有查询的相关数据"));

4.10 相似方法进行对比分析

可能小伙伴看到这，没用用过的话会觉得orElse()和orElseGet()还有orElseThrow()很相似，map()和flatMap()好相似哈哈哈不用着急，都是从这一步过来的，我再给大家总结一下不同方法的异同点 orElse()和orElseGet()和orElseThrow()的异同点

方法效果类似，如果对象不为空，则返回对象，如果为空，则返回方法体中的对应参数，所以可以看出这三个方法体中参数是不一样的 orElse（T 对象） orElseGet（Supplier < T >对象） orElseThrow（异常）

map()和orElseGet的异同点

方法效果类似，对方法参数进行二次包装，并返回,入参不同 map（function函数） flatmap（Optional< function >函数）

具体要怎么用，要根据业务场景以及代码规范来定义，下面可以简单看一下我在实战中怎用使用神奇的Optional

5. Optional使用注意事项

Optional真么好用，真的可以完全替代if判断吗？ 我想这肯定是大家使用完之后Optional之后可能会产生的想法，答案是否定的 举一个最简单的栗子：例子1：如果我只想判断对象的某一个变量是否为空并且做出判断呢？

User user = new User();
user.setFirstName("");
//普通判断
if(StringUtils.isNotBlank(user.getFirstName())){
  //名称不为空执行代码块
}
//使用Optional做判断
Optional.ofNullable(user).map(u -> u.getFirstName()).orElse("firstName为空");

我觉得这个例子就能很好的说明这个问题，只是一个很简单判断，如果用了Optional我们还需要考虑包装值，考虑代码书写，考虑方法调用，虽然只有一行，但是可读性并不好，如果别的程序员去读，我觉得肯定没有if看的明显

6. jdk1.9对Optional优化

首先增加了三个方法: or()、ifPresentOrElse() 和 stream()。

6.1 ifPresentOrElse(Consumer，Runnable)

ifPresentOrElse() 方法有两个参数：一个 Consumer 和一个 Runnable。如果对象不为空，会执行 Consumer 的动作，否则运行 Runnable。相比ifPresent（）多了OrElse判断。

ifPresentOrElse(Consumer，Runnable)的语义可以解释为：ifPresent就Consumer，OrElse就Runnable。这是Java 9 才有的增强方法。

实例：Stream流过滤3的倍数，然后通过findFirst找到第一个3的倍数。如果找到一个这样的值，就print控制台打印出来；如果没找到一个这样的值，就输出"没有找到3的倍数"

 IntStream.of(1, 2, 4)
          .filter(i -> i % 3 == 0)
          .findFirst()
          .ifPresentOrElse(System.out::println, () -> {  
              System.out.println("没有找到3的倍数");
          });

6.2 Optional.or(Supplier)

or() 与orElse等方法相似，如果对象不为空返回对象，如果为空则返回or()方法中预设的值。

实例：过滤数组['a', 'b', 'c'],isDigit判断数组中是否有数字字符，明显没有，所以findFirst找不到一个这样的值。所以生成一个默认值： Optional.of('0')

 char digit = Stream.of('a', 'b', 'c')
                    .filter(e -> Character.isDigit(e))
                    .findFirst()
                    .or(() -> Optional.of('0')).get();
 System.out.println(digit);   //0

6.3 Optional.stream()

**stream()**将Optional转换成stream，如果有值就返回包含值的stream，如果没值，就返回空的stream。

实例：本例中Optional.stream()方法返回仅包含一个最大值元素的Stream流。

OptionalInt opt1 = IntStream.of(2, 5, 6).max();  //求最大值
 OptionalInt opt2 = IntStream.of(1, 3, 7).max();  //求最大值
 IntStream.concat(opt1.stream(), opt2.stream())  //将2个流合并
          .forEach(System.out::println);   //将合并后的流数据打印 6、7

序号	方法	方法说明
1	private Optional()	无参构造，构造一个空Optional
2	private Optional(T value)	根据传入的非空value构建Optional
3	public static<T> Optional<T> empty()	返回一个空的Optional，该实例的value为空
4	public static <T> Optional<T> of(T value)	根据传入的非空value构建Optional，与Optional(T value)方法作用相同
5	public static <T> Optional<T> ofNullable(T value)	与of(T value)方法不同的是，ofNullable(T value)允许你传入一个空的value，当传入的是空值时其创建一个空Optional，当传入的value非空时，与of()作用相同
6	public T get()	返回Optional的值，如果容器为空，则抛出NoSuchElementException异常
7	public boolean isPresent()	判断当家Optional是否已设置了值
8	public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer)	判断当家Optional是否已设置了值，如果有值，则调用Consumer函数式接口进行处理
9	public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate)	如果设置了值，且满足Predicate的判断条件，则返回该Optional，否则返回一个空的Optional
10	public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper)	如果Optional设置了value，则调用Function对值进行处理，并返回包含处理后值的Optional，否则返回空Optional
11	public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)	与map()方法类型，不同的是它的mapper结果已经是一个Optional，不需要再对结果进行包装
12	public T orElse(T other)	如果Optional值不为空，则返回该值，否则返回other
13	public T orElseGet(Supplier<? extends T> other)	如果Optional值不为空，则返回该值，否则根据other另外生成一个
14	public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X	如果Optional值不为空，则返回该值，否则通过supplier抛出一个异常

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