從 JAVA 8 引入的一個(gè)很有趣的特性是 Optional 類。Optional 類主要解決的問題是臭名昭著的空指針異常（NullPointerException） —— 每個(gè) Java 程序員都非常了解的異常。
本質(zhì)上，這是一個(gè)包含有可選值的包裝類，這意味著 Optional 類既可以含有對(duì)象也可以為空。
Optional 是 Java 實(shí)現(xiàn)函數(shù)式編程的強(qiáng)勁一步，并且?guī)椭诜妒街袑?shí)現(xiàn)。但是 Optional 的意義顯然不止于此。
我們從一個(gè)簡(jiǎn)單的用例開始。在 Java 8 之前，任何訪問對(duì)象方法或?qū)傩缘恼{(diào)用都可能導(dǎo)致 NullPointerException：
String isocode = user.getAddress().getCountry().getIsocode().toUpperCase();
在這個(gè)小示例中，如果我們需要確保不觸發(fā)異常，就得在訪問每一個(gè)值之前對(duì)其進(jìn)行明確地檢查：
if (user != null) {
Address address = user.getAddress();
if (address != null) {
Country country = address.getCountry();
if (country != null) {
String isocode = country.getIsocode();
if (isocode != null) {
isocode = isocode.toUpperCase();
}
}
}
}
你看到了，這很容易就變得冗長(zhǎng)，難以維護(hù)。
為了簡(jiǎn)化這個(gè)過程，我們來看看用 Optional 類是怎么做的。從創(chuàng)建和驗(yàn)證實(shí)例，到使用其不同的方法，并與其它返回相同類型的方法相結(jié)合，下面是見證 Optional 奇跡的時(shí)刻。
創(chuàng)建 Optional 實(shí)例
重申一下，這個(gè)類型的對(duì)象可能包含值，也可能為空。你可以使用同名方法創(chuàng)建一個(gè)空的 Optional。
@Test(expected = NoSuchElementException.class)
public void whenCreateEmptyOptional_thenNull() {
Optional<User> emptyOpt = Optional.empty();
emptyOpt.get();
}
毫不奇怪，嘗試訪問 emptyOpt 變量的值會(huì)導(dǎo)致 NoSuchElementException。
你可以使用 of() 和 ofNullable() 方法創(chuàng)建包含值的 Optional。兩個(gè)方法的不同之處在于如果你把 null 值作為參數(shù)傳遞進(jìn)去，of() 方法會(huì)拋出 NullPointerException：
@Test(expected = NullPointerException.class)
public void whenCreateOfEmptyOptional_thenNullPointerException() {
Optional<User> opt = Optional.of(user);
}
你看，我們并沒有完全擺脫 NullPointerException。因此，你應(yīng)該明確對(duì)象不為 null 的時(shí)候使用 of()。
如果對(duì)象即可能是 null 也可能是非 null，你就應(yīng)該使用 ofNullable() 方法：
Optional<User> opt = Optional.ofNullable(user);
訪問 Optional 對(duì)象的值
從 Optional 實(shí)例中取回實(shí)際值對(duì)象的方法之一是使用 get() 方法：
@Test
public void whenCreateOfNullableOptional_thenOk() {
String name = "John";
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(name);
assertEquals("John", opt.get());
}
不過，你看到了，這個(gè)方法會(huì)在值為 null 的時(shí)候拋出異常。要避免異常，你可以選擇首先驗(yàn)證是否有值：
@Test
public void whenCheckIfPresent_thenOk() {
User user = new User("[email protected]", "1234");
Optional<User> opt = Optional.ofNullable(user);
assertTrue(opt.isPresent());
assertEquals(user.getEmail(), opt.get().getEmail());
}
檢查是否有值的另一個(gè)選擇是 ifPresent() 方法。該方法除了執(zhí)行檢查，還接受一個(gè)Consumer(消費(fèi)者) 參數(shù)，如果對(duì)象不是空的，就對(duì)執(zhí)行傳入的 Lambda 表達(dá)式：
opt.ifPresent( u -> assertEquals(user.getEmail(), u.getEmail()));
這個(gè)例子中，只有 user 用戶不為 null 的時(shí)候才會(huì)執(zhí)行斷言。
接下來，我們來看看提供空值的方法。
返回默認(rèn)值
Optional 類提供了 API 用以返回對(duì)象值，或者在對(duì)象為空的時(shí)候返回默認(rèn)值。
這里你可以使用的第一個(gè)方法是 orElse()，它的工作方式非常直接，如果有值則返回該值，否則返回傳遞給它的參數(shù)值：
@Test
public void whenEmptyValue_thenReturnDefault() {
User user = null;
User user2 = new User("[email protected]", "1234");
User result = Optional.ofNullable(user).orElse(user2);
assertEquals(user2.getEmail(), result.getEmail());
}
這里 user 對(duì)象是空的，所以返回了作為默認(rèn)值的 user2。
如果對(duì)象的初始值不是 null，那么默認(rèn)值會(huì)被忽略：
@Test
public void whenValueNotNull_thenIgnoreDefault() {
User user = new User("[email protected]","1234");
User user2 = new User("[email protected]", "1234");
User result = Optional.ofNullable(user).orElse(user2);
assertEquals("[email protected]", result.getEmail());
}
第二個(gè)同類型的 API 是 orElseGet() —— 其行為略有不同。這個(gè)方法會(huì)在有值的時(shí)候返回值，如果沒有值，它會(huì)執(zhí)行作為參數(shù)傳入的 Supplier(供應(yīng)者) 函數(shù)式接口，并將返回其執(zhí)行結(jié)果：
User result = Optional.ofNullable(user).orElseGet( () -> user2);
orElse() 和 orElseGet() 的不同之處
乍一看，這兩種方法似乎起著同樣的作用。然而事實(shí)并非如此。我們創(chuàng)建一些示例來突出二者行為上的異同。
我們先來看看對(duì)象為空時(shí)他們的行為：
@Test
public void givenEmptyValue_whenCompare_thenOk() {
User user = null
logger.debug("Using orElse");
User result = Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser());
logger.debug("Using orElseGet");
User result2 = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createNewUser());
}
private User createNewUser() {
logger.debug("Creating New User");
return new User("[email protected]", "1234");
}
上面的代碼中，兩種方法都調(diào)用了 createNewUser() 方法，這個(gè)方法會(huì)記錄一個(gè)消息并返回 User 對(duì)象。
代碼輸出如下：
Using orElse
Creating New User
Using orElseGet
Creating New User
由此可見，當(dāng)對(duì)象為空而返回默認(rèn)對(duì)象時(shí)，行為并無差異。
我們接下來看一個(gè)類似的示例，但這里 Optional 不為空：
@Test
public void givenPresentValue_whenCompare_thenOk() {
User user = new User("[email protected]", "1234");
logger.info("Using orElse");
User result = Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser());
logger.info("Using orElseGet");
User result2 = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createNewUser());
}
這次的輸出：
Using orElse
Creating New User
Using orElseGet
這個(gè)示例中，兩個(gè) Optional 對(duì)象都包含非空值，兩個(gè)方法都會(huì)返回對(duì)應(yīng)的非空值。不過，orElse() 方法仍然創(chuàng)建了 User 對(duì)象。與之相反，orElseGet() 方法不創(chuàng)建 User 對(duì)象。
在執(zhí)行較密集的調(diào)用時(shí)，比如調(diào)用 Web 服務(wù)或數(shù)據(jù)查詢，這個(gè)差異會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生重大影響。
返回異常
除了 orElse() 和 orElseGet() 方法，Optional 還定義了 orElseThrow() API —— 它會(huì)在對(duì)象為空的時(shí)候拋出異常，而不是返回備選的值：
@Test(expected = IllegalArgumentException.class)
public void whenThrowException_thenOk() {
User result = Optional.ofNullable(user)
.orElseThrow( () -> new IllegalArgumentException());
}
這里，如果 user 值為 null，會(huì)拋出 IllegalArgumentException。
這個(gè)方法讓我們有更豐富的語(yǔ)義，可以決定拋出什么樣的異常，而不總是拋出 NullPointerException。
現(xiàn)在我們已經(jīng)很好地理解了如何使用 Optional，我們來看看其它可以對(duì) Optional 值進(jìn)行轉(zhuǎn)換和過濾的方法。
轉(zhuǎn)換值
有很多種方法可以轉(zhuǎn)換 Optional 的值。我們從 map() 和 flatMap() 方法開始。
先來看一個(gè)使用 map() API 的例子：
@Test
public void whenMap_thenOk() {
User user = new User("[email protected]", "1234");
String email = Optional.ofNullable(user)
.map(u -> u.getEmail()).orElse("[email protected]");
assertEquals(email, user.getEmail());
}
map() 對(duì)值應(yīng)用(調(diào)用)作為參數(shù)的函數(shù)，然后將返回的值包裝在 Optional 中。這就使對(duì)返回值進(jìn)行鏈?zhǔn)秸{(diào)用的操作成為可能 —— 這里的下一環(huán)就是 orElse()。
相比這下，flatMap() 也需要函數(shù)作為參數(shù)，并對(duì)值調(diào)用這個(gè)函數(shù)，然后直接返回結(jié)果。
下面的操作中，我們給 User 類添加了一個(gè)方法，用來返回 Optional：
public class User {
private String position;
public Optional<String> getPosition() {
return Optional.ofNullable(position);
}
//...
}
既然 getter 方法返回 String 值的 Optional，你可以在對(duì) User 的 Optional 對(duì)象調(diào)用 flatMap() 時(shí)，用它作為參數(shù)。其返回的值是解除包裝的 String 值：
@Test
public void whenFlatMap_thenOk() {
User user = new User("[email protected]", "1234");
user.setPosition("Developer");
String position = Optional.ofNullable(user)
.flatMap(u -> u.getPosition()).orElse("default");
assertEquals(position, user.getPosition().get());
}
過濾值
除了轉(zhuǎn)換值之外，Optional 類也提供了按條件“過濾”值的方法。
filter() 接受一個(gè) Predicate 參數(shù)，返回測(cè)試結(jié)果為 true 的值。如果測(cè)試結(jié)果為 false，會(huì)返回一個(gè)空的 Optional。
來看一個(gè)根據(jù)基本的電子郵箱驗(yàn)證來決定接受或拒絕 User(用戶) 的示例：
@Test
public void whenFilter_thenOk() {
User user = new User("[email protected]", "1234");
Optional<User> result = Optional.ofNullable(user)
.filter(u -> u.getEmail() != null && u.getEmail().contains("@"));
assertTrue(result.isPresent());
}
如果通過過濾器測(cè)試，result 對(duì)象會(huì)包含非空值。
source: https://www.oschina.net/translate/understanding-accepting-and-leveraging-optional-in
