Java8新特性之空指针异常的克星Optional类

Java8新特性系列咱们已经介绍了Stream、Lambda表达式、DateTime日期时间处理，最后以“NullPointerException” 的克星Optional类的讲解来收尾。

背景

做为开发人员天天与NullPointerException斗智斗勇。每接收到参数或调用方法得到值得判断一下是否为null。稍不留意，空指针异常就像幽灵同样出现了。

这篇文章咱们来学习Java8是如何经过Optional类来避免空指针异常的。

先来看一下不使用Optional类时，咱们为了防止NullPointerException会怎么处理。

public String getParentName(Person son) {
    if (son != null) {
        Person parent = son.getParent();
        if (parent != null) {
            return parent.getUsername();
        } else {
            return "--";
        }
    }

    return "--";
}复制代码

为了防止出现异常，须要不停的判断对象是否为null。但若是业务逻辑比较复杂，会涌现出大量的ifelse。看似逻辑缜密，但易读性却并不高。

为了解决相关问题，在Effective Java中建议若方法返回类型为集合，则经过返回空集合以免 NullPointerException，真是煞费苦心。

先看一下上面的代码使用Optional以后会变成什么样子。

public String getParentNameWithOptional(Person son) {
    return Optional.ofNullable(son).map(Person::getParent).map(Person::getUsername).orElse("--");
}复制代码

对照一下代码，看看神不神奇？！

Optional类简介

java.util.Optional 类的引入很好的解决空指针异常，类声明以下：

public final class Optional<T> {}复制代码

java.util.Optional 类是一个封装了Optional值的容器对象，Optional值能够为null，若是值存在，调用isPresent()方法返回true，调用get()方法能够获取值。

经过源代码会发现，它并无实现java.io.Serializable接口，所以应避免在类属性中使用，防止意想不到的问题。

除了Optional类以外，还扩展了一些经常使用类型的Optional对象，好比：OptionalDouble、OptionalInt、OptionalLong。用法基本上类似。

下面经过具体的操做和功能来了解Optional类。

建立Optional对象

建立Optional对象有三种方法：empty()、of()、ofNullable()，均为静态方法。

若是Optional对象没有值则用empty()方法。

Optional empty = Optional.empty();复制代码

若是肯定Optional对象的值不为null，则可用of()方法。

Optional stringOptional = Optional.of("Hello 公众号：程序新视界");复制代码

若是不肯定Optional对象的值是否为null，则可用ofNullable()。好比上面，不肯定Person对象是不否null，就用了ofNullable()方法。固然，也能够直接给该方法传null。

Optional ofNullOptional = Optional.ofNullable(null);复制代码

此时，经过调用其isPresent方法能够查看该Optional中是否值为null。

boolean bool = ofNullOptional.isPresent();
System.out.println(bool);复制代码

此时若是直接调用get方法获取值，则会抛出异常。

ofNullOptional.get();复制代码

get获取Optional中的值

经过get方法可获取Optional中的值，但若是值为null，则会抛出异常。

Optional ofNullOptional = Optional.ofNullable(null);
ofNullOptional.get();复制代码

异常信息：

java.util.NoSuchElementException: No value present
    at java.util.Optional.get(Optional.java:135)
...复制代码

此时，须要另一个方法的辅助：isPresent()。该方法可断定Optional中是否有值，若是有则返回true，若是没有则返回false。

Optional ofNullOptional = Optional.ofNullable(null);
boolean bool = ofNullOptional.isPresent();
if(bool){
    ofNullOptional.get();
}复制代码

map获取Optional中的值

对于对象操做，也能够经过map来获取值，最开始简化的例子就是如此。

Optional<Person> sonOptional = Optional.ofNullable(son);
System.out.println(sonOptional.map(Person::getUsername));复制代码

map方法，若是有值，则对其执行调用映射函数获得返回值。若是返回值不为null，则建立包含映射返回值的Optional做为map方法返回值，不然返回空Optional。

flatMap获取Optional中的值

若是有值，则返回Optional类型返回值，不然返回空Optional。flatMap与map方法相似。但flatMap中的mapper返回值必须是Optional。调用结束时，flatMap不会对结果用Optional封装。

Optional<Person> sonOptional = Optional.ofNullable(son);
sonOptional.flatMap(OptionalTest::getOptionalPerson);复制代码

调用的是当前类OptionalTest的另一个方法：

public static Optional<Person> getOptionalPerson(Person person){
    return Optional.ofNullable(person);
}复制代码

orElse获取Optional中的值

orElse方法，若是有值就返回，不然返回一个给定的值做为默认值；

Optional.empty().orElse("--");复制代码

上面这种状况就会返回“--”。

在此，这种操做与三目运算效果同样。

str != null ? str : "--"复制代码

orElseGet获取Optional中的值

orElseGet()方法与orElse()方法做用相似，但生成默认值的方式不一样。该方法接受一个Supplier 函数式接口参数，用于生成默认值；

Optional.empty().orElseGet(() -> {
            String a = "关注";
            String b = "公众号：程序新视界";
            return a + b;
        });复制代码

很显然，这里能够处理更多的业务逻辑。

orElseThrow获取Optional中的值

orElseThrow()方法与get()方法相似，当值为null时调用会抛出NullPointerException异常，但该方法能够指定抛出的异常类型。

Optional.empty().orElseThrow(()-> new RuntimeException("请先关注公众号！"));复制代码

此时打印异常信息为：

Optional.empty().orElseThrow(()-> new RuntimeException("请先关注公众号！"));复制代码

判断并执行操做

ifPresent方法，可对值进行判断而后打印，接收参数为Consumer 函数式接口。

Optional.of("公众号：程序新视界").ifPresent(System.out::println);复制代码

固然，也能够在函数中执行其余复杂操做：

Optional.of("公众号：程序新视界").ifPresent((val)->{
            System.out.println("欢迎关注" + val);
        });复制代码

filter()方法过滤

filter()方法可用于判断Optional对象是否知足给定条件，通常用于条件过滤：

Optional.of("公众号：程序新视界").filter((val)->{
    return val.contains("程序新视界");
});
// 简化写法
Optional.of("公众号：程序新视界").filter((val)-> val.contains("程序新视界"));复制代码

使用误区

关于使用Optional的误区有如下：

• 正确的使用建立方法，不肯定是否为null时尽可能选择ofNullable方法。
• 避免用在成员变量上（缘由上面已经提到）；
• 避免直接调用Optional对象的get和isPresent方法；

最后一条可能难理解，试想一下若是先用isPresent方法得到是否存在，而后决定是否调用get方法和以前的ifelse判断并没有二致。

Java8提倡函数式编程，新增的许多API均可以用函数式编程表示，Optional类也是其中之一。

小结

至此，Java8新特性相关的内容便完结了。

Java8新特性系列相关文章：

• 《JAVA8新特性时间日期库DATETIME API及示例》
• 《JAVA8 LAMBDA表达式详解手册及实例》
• 《JAVA8 STREAM性能如何及评测工具推荐》
• 《JAVA8 STREAM新特性详解及实战》
• 《Java8新特性之空指针异常的克星Optional类》

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原文连接：《Java8新特性之空指针异常的克星Optional类》

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