Java8新特性之五：Optional

　　nullpointerexception相信每个java程序员都不陌生，是java应用程序中最常见的异常。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。

1、optional类

 1 /**
 2  * a container object which may or may not contain a non-null value.
 3  * if a value is present, {@code ispresent()} will return {@code true} and
 4  * {@code get()} will return the value.
 5  *
 6  * @since 1.8
 7  */
 8 public final class optional<t> {
 9     /**
10      * common instance for {@code empty()}.
11      */
12     private static final optional<?> empty = new optional<>();
13 
14     /**
15      * if non-null, the value; if null, indicates no value is present
16      */
17     private final t value;
18 
19    // 其他省略
20 }

　　该方法的注释大致意思是：optional是一个容器对象，它可能包含空值，也可能包含非空值。当属性value被设置时，ispesent()方法将返回true，并且get()方法将返回这个值。

　　该类支持泛型，即其属性value可以是任何对象的实例。

2、optional类的方法

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

3、optional类的方法举例

　　《java 8 features tutorial – the ultimate guide》中给出了两个简单的例子，我们从这两个例子入手来简单了解一下optional容器的使用。

　　示例一：

1 public static void main(string[] args) {
2 　　optional< string > fullname = optional.ofnullable( null );
3 　　system.out.println( "full name is set? " + fullname.ispresent() );
4 　　system.out.println( "full name: " + fullname.orelseget( () -> "[none]" ) );
5 　　system.out.println( fullname.map( s -> "hey " + s + "!" ).orelse( "hey stranger!" ) );
6 }

　　运行结果：

full name is set? false
full name: [none]
hey stranger!　　

　　说明：

　　ifpresent()方法当optional实例的值非空时返回true，否则返回false; 

　　orelseget()方法当optional包含非空值时返回该值，否则通过接收的function生成一个默认的；

　　map()方法转换当前optional的值，并返回一个新的optional实例；

　　orelse()方法与orelseget方法相似，不同的是orelse()直接返回传入的默认值。

 

　　示例二：修改示例一，使其生成一个非空值的optional实例

1 optional< string > firstname = optional.of( "tom" );
2 system.out.println( "first name is set? " + firstname.ispresent() );
3 system.out.println( "first name: " + firstname.orelseget( () -> "[none]" ) );
4 system.out.println( firstname.map( s -> "hey " + s + "!" ).orelse( "hey stranger!" ) );

　　输出结果：

first name is set? true
first name: tom
hey tom!

　　可以清晰地看出与示例一的区别。这不但简洁了我们的代码，而且使我们的代码更便于阅读。

　　下面看一下例子中使用到的几个方法的源码：

　　1）、of

1 public static <t> optional<t> of(t value) {
2   return new optional<>(value);
3}

　　2）、ispresent

1 public boolean ispresent() {
2    return value != null;
3 }

　　3）、orelseget

1 public t orelseget(supplier<? extends t> other) {
2     return value != null ? value : other.get();
3 }

　　4）、orelse

1 public t orelse(t other) {
2     return value != null ? value : other;
3 }

　　其他方法源码，读者可以去optional源码中查看。

4、使用optional避免空指针

　　在我们日常开发过程中不可避免地会遇到空指针问题，在以前，出现空指针问题，我们通常需要进行调试等方式才能最终定位到具体位置，尤其是在分布式系统服务之间的调用，问题更难定位。在使用optional后，我们可以将接受到的参数对象进行包装，比如，订单服务要调用商品服务的一个接口，并将商品信息通过参数传入，这时候，传入的商品参数可能直接传入的就是null，这时，商品方法可以使用optional.of(t)对传入的对象进行包装，如果t为空，则会直接抛出空指针异常，我们看到异常信息就能立即知道发生空指针的原因是参数t为空；或者，当传入的参数为空时，我们可以使用optional.orelse()或optional.orelseget()方法生成一个默认的实例，再进行后续的操作。

　　下面再看个具体例子：在user类中有个address类，在address类中有个street类,street类中有streetname属性，现在的需求是：根据传入的user实例，获取对应的streetname，如果user为null或address为null或street为null，返回“nothing found”，否则返回对应的streetname。

　　实现一：

1 @data
2 public class user {
3     private string name;
4     private integer age;
5     private address address;
6 }

1 @data
2 public class address {
3     private street street;
4 }

1 @data
2 public class street {
3     private string streetname;
4     private integer streetno;
5 }

 1 public string getusersteetname(user user) {
 2 
 3     if(null != user) {
 4 
 5         address address = user.getaddress();
 6 
 7         if(null != address) {
 8 
 9             street street = address.getstreet();
10 
11             if(null != street) {
12                 return street.getstreetname();
13             }
14         }
15     }
16 
17     return "nothing found";
18 }

　　实现二，使用optional：

 　　在实现一中明显的问题是if判断层级太深，下面复用optional改写：

1 @data
2 public class user {
3     private string name;
4     private integer age;
5     private optional<address> address = optional.empty();
6 }

1 @data
2 public class address {
3     private optional<street> street = optional.empty();
4 }

1 @data
2 public class street {
3     private string streetname;
4     private integer streetno;
5 }

1 public string getusersteetname(user user) {
2 
3     optional<user> useroptional = optional.ofnullable(user);
4     final string streetname = useroptional.orelse(new user()).getaddress().orelse(new address()).getstreet().orelse(new street()).getstreetname();
5     return stringutils.isempty(streetname) ? "nothing found" : streetname;
6 }

　　利用orelse()方法给定默认值的方式确保不会报空指针问题问题，同时也能实现需求。