java8新特性之Optional類

NullPointException能夠說是全部java程序員都遇到過的一個異常，雖然java從設計之初就力圖讓程序員脫離指針的苦海，可是指針確實是實際存在的，而java設計者也只能是讓指針在java語言中變得更加簡單、易用，而不能徹底的將其剔除，因此纔有了咱們平常所見到的關鍵字null。

空指針異常是一個運行時異常，對於這一類異常，若是沒有明確的處理策略，那麼最佳實踐在於讓程序早點掛掉，可是不少場景下，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針異常的存在。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語句斷定便可，可是這樣的應對策略會讓咱們的程序出現愈來愈多的null斷定，咱們知道一個良好的程序設計，應該讓代碼中儘可能少出現null關鍵字，而java8所提供的Optional類則在減小NullPointException的同時，也提高了代碼的美觀度。但首先咱們須要明確的是，它並 不是對null關鍵字的一種替代，而是對於null斷定提供了一種更加優雅的實現，從而避免NullPointException。

一. 直觀感覺

假設咱們須要返回一個字符串的長度，若是不借助第三方工具類，咱們須要調用str.length()方法：

if(null == str) { // 空指針斷定
    return 0;
}
return str.length();

若是採用Optional類，實現以下：

return Optional.ofNullable(str).map(String::length).orElse(0);

Optional的代碼相對更加簡潔，當代碼量較大時，咱們很容易忘記進行null斷定，可是使用Optional類則會避免這類問題。

二. 基本使用

1.對象建立

建立空對象

Optional<String> optStr = Optional.empty();

上面的示例代碼調用empty()方法建立了一個空的Optional<String>對象型。

建立對象：不容許爲空
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爲空，不然拋NullPointException，示例以下：

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

建立對象：容許爲空
若是不能肯定傳入的參數是否存在null值的可能性，則能夠用Optional的ofNullable()方法建立對象，若是入參爲null，則建立一個空對象。示例以下：

Optional<String> optStr = Optional.ofNullable(str);  // 若是str是null，則建立一個空對象

2.流式處理

流式處理也是java8給咱們帶來的一個重量級新特性，讓咱們對集合的操做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。這裏Optional也提供了兩個基本的流失處理：映射和過濾。

爲了演示，咱們設計了一個User類，以下：

/**
 * @author: zhenchao.Wang 2016-9-24 15:36:56
 */
public class User {

    /** 用戶編號 */
    private long id;

    private String name;

    private int age;

    private Optional<Long> phone;

    private Optional<String> email;

    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 省略setter和getter
}

手機和郵箱不是一我的的必須有的，因此咱們利用Optional定義。

映射：map與flatMap
映射是將輸入轉換成另一種形式的輸出的操做，好比前面例子中，咱們輸入字符串，而輸出的是字符串的長度，這就是一種隱射，咱們利用方法map()得以實現。假設咱們但願得到一我的的姓名，那麼咱們能夠以下實現：

String name = Optional.ofNullable(user).map(User::getName).orElse("no name")

這樣當入參user不爲空的時候則返回其name，不然返回no name 如我咱們但願經過上面方式獲得phone或email，利用上面的方式則行不通了，由於map以後返回的是Optional，咱們把這種稱爲Optional嵌套，咱們必須在map一次才能拿到咱們想要的結果：

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，一步拿到咱們想要的結果：

long phone = optUser.flatMap(User::getPhone).orElse(-1L);

flapMap能夠將方法返回的各個流扁平化成爲一個流，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做，咱們能夠將過濾操做作爲參數傳遞給該方法，從而實現過濾目的，加入咱們但願篩選18週歲以上的成年人，則能夠實現以下：

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

3.默認行爲

默認行爲是當Optional爲不知足條件時所執行的操做，好比在上面的例子中咱們使用的orElse()就是一個默認操做，用於在Optional對象爲空時執行特定操做，固然也有一些默認操做是當知足條件的對象存在時執行的操做。

get()
get用於獲取變量的值，可是當變量不存在時則會拋出NoSuchElementException，因此若是不肯定變量是否存在，則不建議使用

orElse(T other)
當Optional的變量不知足給定條件時，則執行orElse，好比前面當str爲null時，返回0。

orElseGet(Supplier<? extends X> expectionSupplier)
若是條件不成立時，須要執行相對複雜的邏輯，而不是簡單的返回操做，則可使用orElseGet實現：

long phone = optUser.map(User::getPhone).map(Optional::get).orElseGet(() -> {
    // do something here
    return -1L;
});

orElseThrow(Supplier<? extends X> expectionSupplier)
與get()方法相似，都是在不知足條件時返回異常，不過這裏咱們能夠指定返回的異常類型。

ifPresent(Consumer<? super T>)
當知足條件時執行傳入的參數化操做。

三. 注意事項

Optional是一個final類，未實現任何接口，因此當咱們在利用該類包裝定義類的屬性的時候，若是咱們定義的類有序列化的需求，那麼由於Optional沒有實現Serializable接口，這個時候執行序列化操做就會有問題：

public class User implements Serializable{

    /** 用戶編號 */
    private long id;

    private String name;

    private int age;

    private Optional<Long> phone;  // 不能序列化

    private Optional<String> email;  // 不能序列化

不過咱們能夠採用以下替換策略：

private long phone;

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