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 /** 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) |
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。