Java8 新特性之 Optional 類

摘要: Optional不是對null關鍵字的替代，而是對於null判定提供了一種更優雅的實作

NullPointException可以說是所有java程式設計師都遇到的異常，雖然java從設計之初就試圖讓程式設計師脫離指標的苦海，但是指標確實是實際存在的，而java設計者也只能是讓指標在java語言中變得更加簡單、易用，而不能完全的將其剔除，所以才有了我們日常所見的關鍵字

null

。

空指標異常是一個運行時異常，對於這一類異常，如果沒有明確的處理策略，那麼最佳實踐在於讓程式早點掛掉，但是很多場景下，不是開發人員沒有具體的處理策略，而是根本沒有意識到空指標異常的存在。當異常真的發生的時候，處理策略也很簡單，在存在異常的地方添加一個if語句判定即可，但是這樣的應對策略會讓我們的程序出現越來越多的null判定，我們知道一個很好的程式設計，應該讓程式碼中盡量少出現null關鍵字，而java8所提供的

Optional

類別則在減少NullPointException的同時，也提升了程式碼的美觀。但首先我們需要明確的是，它並 不是對

null

關鍵字的一種替代，而是對於null判定提供了一種更優雅的實現，從而避免NullPointException。

一. 直覺感受

假設我們需要回傳一個字串的長度，如果不借助第三方工具類，我們需要呼叫

str.length()

方法：

if(null == str) { // 空指標判定
   return 0;
}
return str.length();
如果採用Optional類，實作如下：

return Optional.ofNullable(str).map(String::length).orElse(0);
Optional的程式碼相對更加簡潔，當程式碼量較大時，我們很容易忘記進行null判定，但是使用Optional類別則會避免這類問題。

二.基本上使用

1.物件建立

#建立空白物件
##Optional上面的範例程式碼呼叫

empty()

方法建立了一個空的

Optional<String>

物件類型。

建立物件：不允許為空
Optional提供了方法

of()

用於建立非空對象，該方法要求傳入的參數不能為空，否則拋

NullPointException

，範例如下：

Optional<String> optStr = Optional.of(str);  // 當str為null的時候，將拋出NullPointException

建立物件：允許為空
如果無法確定傳入的參數是否存在null值的可能性，則可以用Optional的

ofNullable()

方法建立對象，如果入參為null，則建立一個空物件。範例如下：

Optional<String> optStr = Optional.ofNullable(str);  // 如果str是null，則建立一個空物件

2.串流處理

串流處理也是java8帶給我們的一個重量級新特性，讓我們對集合的操作變得更加簡潔和高效，下一篇關於java8新特性的文章，將對流失處理進行全面的講解。這裡Optional也提供了兩個基本的流失處理：映射和過濾。

為了演示，我們設計了一個

User

類，如下：

#

/**
 * @author: zhenchao.Wang 2016-9-24 15:36:56
 */
public class User {
    /** 用户编号 */
    private long id;
    private String name;
    private int age;
    private Optional phone;
    private Optional<String> email;
    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    // 省略setter和getter
}

手機和郵箱不是一個人的必須有的，所以我們利用Optional定義。

映射：map與flatMap
映射是將輸入轉換成另外一種形式的輸出的操作，例如前面例子中，我們輸入字串，而輸出的是字串的長度，這就是一種隱射，我們利用方法

map()

得以實現。假設我們希望取得一個人的姓名，那麼我們可以如下實作：

String name = Optional.ofNullable(user).map(User::getName).orElse("no name");
這樣當入參user不為空的時候則返回其name，否則返回

no name

 如我我們希望通過上面方式得到phone或email，利用上面的方式則行不通了，因為map之後返回的是Optional，我們把這種稱為Optional嵌套，我們必須在map一次才能拿到我們想要的結果：

long phone = optUser.map(User::getPhone).map(Optional: :get).orElse(-1L);
其實這個時候，更好的方式是利用flatMap，一步拿到我們想要的結果：

long phone = optUser.flatMap(User:: getPhone).orElse(-1L);
flapMap可以將方法傳回的各個流扁平化成為一個流，具體在下一篇專門講流式處理的文章中細說。


過濾：fliter
filiter，顧名思義是過濾的操作，我們可以將過濾操作做為參數傳遞給該方法，從而實現過濾目的，加入我們希望篩選18歲以上的成年人，則可以實現如下：

optUser.filter(u -> u.getAge() >= 18).ifPresent(u -> System.out.println("Adult:" + u));

3.預設行為

預設行為是當Optional為不滿足條件時所執行的操作，例如在上面的範例中我們使用的

orElse()

就是一个默认操作，用于在Optional对象为空时执行特定操作，当然也有一些默认操作是当满足条件的对象存在时执行的操作。

get()

get用于获取变量的值，但是当变量不存在时则会抛出

NoSuchElementException

，所以如果不确定变量是否存在，则不建议使用

orElse(T other)

当Optional的变量不满足给定条件时，则执行orElse，比如前面当str为null时，返回0。

orElseGet(Supplier<? extends X> expectionSupplier)

如果条件不成立时，需要执行相对复杂的逻辑，而不是简单的返回操作，则可以使用orElseGet实现：

long phone = optUser.map(User::getPhone).map(Optional::get).orElseGet(() -> {
    // do something here
    return -1L;
});
orElseThrow(Supplier<? extends X> expectionSupplier)

与get()方法类似，都是在不满足条件时返回异常，不过这里我们可以指定返回的异常类型。

ifPresent(Consumer)

当满足条件时执行传入的参数化操作。

三. 注意事项

Optional是一个final类，未实现任何接口，所以当我们在利用该类包装定义类的属性的时候，如果我们定义的类有序列化的需求，那么因为Optional没有实现Serializable接口，这个时候执行序列化操作就会有问题：

public class User implements Serializable{
    /** 用户编号 */
    private long id;
    private String name;
    private int age;
    private Optional phone;  // 不能序列化
    private Optional<String> email;  // 不能序列化

不过我们可以采用如下替换策略：

private long phone;
public Optional<Long> getPhone() {
    return Optional.ofNullable(this.phone);
}

看来Optional在设计的时候就没有考虑将它作为类的字段使用~

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