前言

只有光头才能变强

前两天带女朋友去图书馆了，随手就给她来了一本《与孩子一起学编程》的书，于是今天就给女朋友讲解一下什么是Optional类。

至于她能不能看懂，那肯定是看不懂的。(学到变量/for循环的女人怎么能看懂呢)

不知道大家还记得上一篇《阿里巴巴 Java开发手册》读后感不，当时阅读到空指针异常(NPE)时，书上提到JDK 8有个Optional类供我们使用，该类可以尽可能地防止出现空指针异常(NPE)。

文本力求简单讲清每个知识点，希望大家看完能有所收获

一、基础铺垫

我们都知道JDK 8最重要的新特性是Lambda表达式，这个可以让我们简化非常多的代码编写，不知道大家会使用了没有。这里我简单跟大家来回顾一下~

1.1Lambda简化代码例子

下面就以几个例子来看看Lambda表达式是怎么简化我们代码的编写的。

首先我们来看看创建线程：



public static void main(String[] args) {

    // 用匿名内部类的方式来创建线程

    new Thread(new Runnable() {

        @Override

        public void run() {

            System.out.println("公众号：Java3y---回复1进群交流");

        }

    });

    // 使用Lambda来创建线程

    new Thread(() -> System.out.println("公众号：Java3y---回复1进群交流"));

}

再来看看遍历Map集合：



public static void main(String[] args) {

    Map<String, String> hashMap = new HashMap<>();

    hashMap.put("公众号", "Java3y");

    hashMap.put("交流群", "回复1");

    // 使用增强for的方式来遍历hashMap

    for (Map.Entry<String, String> entry : hashMap.entrySet()) {

        System.out.println(entry.getKey()+":"+entry.getValue());

    }

    // 使用Lambda表达式的方式来遍历hashMap

    hashMap.forEach((s, s2) -> System.out.println(s + ":" + s2));

}

在List中删除某个元素



public static void main(String[] args) {

    List<String> list = new ArrayList<>();

    list.add("Java3y");

    list.add("3y");

    list.add("光头");

    list.add("帅哥");

    // 传统的方式删除"光头"的元素

    ListIterator<String> iterator = list.listIterator();

    while (iterator.hasNext()) {

        if ("光头".equals(iterator.next())) {

            iterator.remove();

        }

    }

    // Lambda方式删除"光头"的元素

    list.removeIf(s -> "光头".equals(s));

    // 使用Lambda遍历List集合

    list.forEach(s -> System.out.println(s));

}

从上面的例子我们可以看出，Lambda表达式的确是可以帮我们简化代码的。

1.1函数式接口

使用Lambda表达式，其实都是建立在函数式接口上的。我们看看上面的代码的接口：

创建多线程的Runnable接口：



@FunctionalInterface

public interface Runnable {

    public abstract void run();

}

遍历HashMap的BiConsumer接口：



@FunctionalInterface

public interface BiConsumer<T, U> {

    void accept(T t, U u);

    default BiConsumer<T, U> andThen(BiConsumer<? super T, ? super U> after) {

        Objects.requireNonNull(after);

        return (l, r) -> {

            accept(l, r);

            after.accept(l, r);

        };

    }

}

在List中删除元素的Predicate接口：



@FunctionalInterface

public interface Predicate<T> {

    boolean test(T t);

    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {

        Objects.requireNonNull(other);

        return (t) -> test(t) && other.test(t);

    }

    default Predicate<T> negate() {

        return (t) -> !test(t);

    }

    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {

        Objects.requireNonNull(other);

        return (t) -> test(t) || other.test(t);

    }

    static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {

        return (null == targetRef)

                ? Objects::isNull

                : object -> targetRef.equals(object);

    }

}

函数式接口的特点：由@FunctionalInterface注解标识，接口有且仅有一个抽象方法！

1.2Lambda简单讲解

或许我们一开始看到Lambda的时候，发现Lambda表达式的语法有点奇葩，甚至有点看不懂。没事，这里3y给大家用图的形式画一画：

以Runnable接口来举例：

再不济，我们在用IDE的时候，可以提示出Lambda表达式的语法的，这样可以帮我们快速上手Lambda表达式：

说白了，我们使用Lambda表达式的架子是这样的()->{}，具体的时候看看函数式接口的抽象方法要求就可以了，再不济就使用IDE智能提示。

1.3泛型回顾

比如说public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper)这个声明，你看懂了吗？



// 接口

@FunctionalInterface

public interface Function<T, R> {

    R apply(T t);

}

在泛型的上限和下限中有一个原则：PECS(Producer Extends Consumer Super)

带有子类限定的可以从泛型读取【也就是--->(? extend T)】-------->Producer Extends
带有超类限定的可以从泛型写入【也就是--->(? super T)】-------->Consumer Super

解析：传入的参数是泛型 T 或者其父类，返回值是U或其子类。

具体可参考：

泛型就这么简单

二、Optional类

一句话介绍Optional类：使用JDK8的Optional类来防止NPE(空指针异常)问题。

接下来我们看看文档是怎么说的：

A container object which may or may not contain a non-null value.Additional methods that depend on the presence or absence of a contained value are provided

它是一个容器，装载着非NULL元素(或者没有装载元素)，提供了一系列的方法供我们判断该容器里的对象是否存在(以及后续的操作)。

Optional类的方法结构图：

2.1创建Optional容器

我们先来看看Optional的属性以及创建Optional容器的方法：



	// 1、创建出一个Optional容器，容器里边并没有装载着对象

    private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();

	// 2、代表着容器中的对象

    private final T value;

	// 3、私有构造方法

    private Optional() {

        this.value = null;

    }

	// 4、得到一个Optional容器，Optional没有装载着对象

    public static<T> Optional<T> empty() {

        @SuppressWarnings("unchecked")

        Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;

        return t;

    }

	// 5、私有构造方法(带参数)，参数就是具体的要装载的对象，如果传进来的对象为null，抛出异常

    private Optional(T value) {

        this.value = Objects.requireNonNull(value);

    }

	// 5.1、如果传进来的对象为null，抛出异常

    public static <T> T requireNonNull(T obj) {

        if (obj == null)

            throw new NullPointerException();

        return obj;

    }

	// 6、创建出Optional容器，并将对象(value)装载到Optional容器中。

	// 传入的value如果为null，抛出异常(调用的是Optional(T value)方法)

    public static <T> Optional<T> of(T value) {

        return new Optional<>(value);

    }

	// 创建出Optional容器，并将对象(value)装载到Optional容器中。

	// 传入的value可以为null，如果为null，返回一个没有装载对象的Optional对象

    public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {

        return value == null ? empty() : of(value);

    }

所以可以得出创建Optional容器有两种方式：

调用ofNullable()方法，传入的对象可以为null
调用of()方法，传入的对象不可以为null，否则抛出NullPointerException

下面我们简单就可以看看用法了：

现在我有一个User对象，这里用到了Lombok，有兴趣的同学可去学学了解一下：两个月的Java实习结束，继续努力



import lombok.Data;

@Data

public class User {

    private Integer id;

    private String name;

    private Short age;

}

测试：



public static void main(String[] args) {

    User user = new User();

    User user1 = null;

    // 传递进去的对象不可以为null，如果为null则抛出异常

    Optional<User> op1 = Optional.of(user1);

    // 传递进去的对象可以为null，如果为null则返回一个没有装载对象的Optional容器

    Optional<User> op2 = Optional.ofNullable(user);

}

2.2Optional容器简单的方法



// 得到容器中的对象，如果为null就抛出异常

public T get() {

    if (value == null) {

        throw new NoSuchElementException("No value present");

    }

    return value;

}

// 判断容器中的对象是否为null

public boolean isPresent() {

    return value != null;

}

// 如果容器中的对象存在，则返回。否则返回传递进来的参数

public T orElse(T other) {

    return value != null ? value : other;

}

这三个方法是Optional类比较常用的方法，并且是最简单的。(因为参数不是函数式接口)

下面我们继续看看用法：



public static void main(String[] args) {

        User user = new User();

        User user1 = null;

        Optional<User> op1 = Optional.ofNullable(user);

        System.out.println(op1.isPresent());

        System.out.println(op1.get());

        System.out.println(op1.orElse(user1));

    }

结果很明显，因为我们的user是不为null的：

我们调换一下顺序看看：



public static void main(String[] args) {

    User user = new User();

    User user1 = null;

    Optional<User> op1 = Optional.ofNullable(user1);

    System.out.println(op1.isPresent());

    System.out.println(op1.orElse(user));

    System.out.println(op1.get());

}

2.3Optional容器进阶用法

当然了，我们到目前为止看起来Optional类好像就这么一回事了，这样代码写起来还不如我自己判断null呢...

我们对比一下：

我们可以发现，手动判断是否为null好像还更方便简洁一点呢。

所以，我们带函数式接口的方法登场了！

2.3.1ifPresent方法

首先来看看ifPresent(Consumer<? super T> consumer)方法



public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {

    if (value != null)

        consumer.accept(value);

}

@FunctionalInterface

public interface Consumer<T> {

    void accept(T t);

}

如果容器中的对象存在，则调用accept方法，比如说：



public static void main(String[] args) {

    User user = new User();

    user.setName("Java3y");

    test(user);

}

public static void test(User user) {

    Optional<User> optional = Optional.ofNullable(user);

    // 如果存在user，则打印user的name

    optional.ifPresent((value) -> System.out.println(value.getName()));

    // 旧写法

    if (user != null) {

        System.out.println(user.getName());

    }

}

2.3.2orElseGet和orElseThrow方法

直接看源码：



// 如果对象存在，则直接返回，否则返回由Supplier接口的实现用来生成默认值

public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) {

    return value != null ? value : other.get();

}

@FunctionalInterface

public interface Supplier<T> {

    T get();

}

// 如果存在，则返回。否则抛出supplier接口创建的异常

public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {

    if (value != null) {

        return value;

    } else {

        throw exceptionSupplier.get();

    }

}

例子：



public static void main(String[] args) {

    User user = new User();

    user.setName("Java3y");

    test(user);

}

public static void test(User user) {

    Optional<User> optional = Optional.ofNullable(user);

    // 如果存在user，则直接返回，否则创建出一个新的User对象

    User user1 = optional.orElseGet(() -> new User());

    // 旧写法

    if (user != null) {

        user = new User();

    }

}

总的来说跟我们上面所讲的orElse()差不多，只不过它可以通过Supplier接口的实现来生成默认值。

2.3.3filter方法

直接看源码：



// 如果容器中的对象存在，并且符合过滤条件，返回装载对象的Optional容器，否则返回一个空的Optional容器

public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {

    Objects.requireNonNull(predicate);

    if (!isPresent())

        return this;

    else

        return predicate.test(value) ? this : empty();

}

// 接口

@FunctionalInterface

public interface Predicate<T> {

    boolean test(T t);

}

返回Optional对象我们就可以实现链式调用了！

例子：



public static void test(User user) {

    Optional<User> optional = Optional.ofNullable(user);

    // 如果容器中的对象存在，并且符合过滤条件，返回装载对象的Optional容器，否则返回一个空的Optional容器

    optional.filter((value) -> "Java3y".equals(value.getName()));

}

2.3.4map方法

直接看源码：



// 如果容器的对象存在，则对其执行调用mapping函数得到返回值。然后创建包含mapping返回值的Optional，否则返回空Optional。

public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {

    Objects.requireNonNull(mapper);

    if (!isPresent())

        return empty();

    else {

        return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));

    }

}

// 接口

@FunctionalInterface

public interface Function<T, R> {

    R apply(T t);

}

例子：



public static void test(User user) {

    Optional<User> optional = Optional.ofNullable(user);

    // 如果容器的对象存在，则对其执行调用mapping函数得到返回值。然后创建包含mapping返回值的Optional，否则返回空Optional。

    optional.map(user1 -> user1.getName()).orElse("Unknown");

}

// 上面一句代码对应着最开始的老写法：

public String tradition(User user) {

    if (user != null) {

        return user.getName();

    }else{

        return "Unknown";

    }

}

2.3.5flatMap方法

直接看源码：



// flatMap方法与map方法类似，区别在于apply函数的返回值不同。map方法的apply函数返回值是? extends U，而flatMap方法的apply函数返回值必须是Optional

public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper) {

    Objects.requireNonNull(mapper);

    if (!isPresent())

        return empty();

    else {

        return Objects.requireNonNull(mapper.apply(value));

    }

}

2.3.6总结

再来感受一下Optional的魅力



public static void main(String[] args) {

    User user = new User();

    user.setName("Java3y");

    System.out.println(test(user));

}

// 以前的代码v1

public static String test2(User user) {

    if (user != null) {

        String name = user.getName();

        if (name != null) {

            return name.toUpperCase();

        } else {

            return null;

        }

    } else {

        return null;

    }

}

// 以前的代码v2

public static String test3(User user) {

    if (user != null && user.getName() != null) {

        return user.getName().toUpperCase();

    } else {

        return null;

    }

}

// 现在的代码

public static String test(User user) {

    return Optional.ofNullable(user)

            .map(user1 -> user1.getName())

            .map(s -> s.toUpperCase()).orElse(null);

}

Optional总结：

filter，map或flatMap一个函数，函数的参数拿到的值一定不是null。所以我们通过filter，map 和 flatMap之类的函数可以将其安全的进行变换，最后通过orElse系列，get，isPresent 和 ifPresent将其中的值提取出来。

其实吧，用Optional类也没有简化很多的代码，只是把NPE异常通过各种方法隐藏起来(包装了一层)。通过Lambda表达式可以让我们处理起来更加"优雅"一些。

三、最后

之前在初学的时候没在意JDK8的特性，其实JDK更新很多时候都能给我们带来不少好处的(简化代码编写，提高性能等等)，所以作为一名Java程序员，还是得多学学新特性。(话说JDK9该类又有新特性了...)

如果你要评论“醒醒吧，程序员哪来的女朋友”，“我尿黄，让我来”之类的话，我建议你是不是好好反省一下自己，为什么别的程序员都有女朋友，就你没有，是不是自己技术不过关了？通过“工厂”找一个有那么难吗？再不济也能自己new一个出来啊。

当然了，我的女朋友是现实存在的。

参考资料：

Java 8 Optional类深度解析：https://www.cnblogs.com/xingzc/p/5778090.html
Java8 如何正确使用 Optional：http://www.importnew.com/26066.html
https://www.zhihu.com/question/63783295/answer/214531004
【Java】jdk8 Optional 的正确姿势https://blog.csdn.net/hj7jay/article/details/52459334

如果你觉得我写得还不错，了解一下：

坚持原创的技术公众号：Java3y。回复 1 加入Java交流群
文章的目录导航(精美脑图+海量视频资源)：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

巴特西

给女朋友讲解什么是Optional【JDK 8特性】

前言

一、基础铺垫

1.1Lambda简化代码例子

1.1函数式接口

1.2Lambda简单讲解

1.3泛型回顾

二、Optional类

2.1创建Optional容器

2.2Optional容器简单的方法

2.3Optional容器进阶用法

2.3.1ifPresent方法

2.3.2orElseGet和orElseThrow方法

2.3.3filter方法

2.3.4map方法

2.3.5flatMap方法

2.3.6总结

三、最后

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