java8的Optional 详解
1、Optional 介绍传统的写代码方式经常会遇到NullPointerException，这就需要我们在代码中经常判空。而判空的写法又会显得很累赘，这里就可以用到Optional来简化代码。Optional是在java.util包下的一个用于代替null的一个工具类。import java.util.Optional;Optional 是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。Op
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1、Optional 介绍
传统的写代码方式经常会遇到NullPointerException，这就需要我们在代码中经常判空。而判空的写法又会显得很累赘，这里就可以用到Optional来简化代码。
Optional是在java.util包下的一个用于代替null的一个工具类。
import java.util.Optional;
- Optional 是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。
- Optional 类是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。
- Optional 类的引入很好的解决空指针异常。
2、构建Optional
构建一个Optional对象；方法有：empty( )、of( )、ofNullable( )
//返回一个描述给定值的Optional ，如果不为null ，则返回一个空的Optional 。
//参数：值–描述的可能为null值
//类型参数：<T> –值的类型
//返回值：一个Optional与如果指定值是非当前值null ，否则一个空Optional
Optional.ofNullable(T value);//value为null的话返回-Optional.empty()；
//返回一个Optional描述给定的非null值。
//参数：value –要描述的值，必须为非null
//类型参数：<T> –值的类型
//返回值：存在值的Optional
Optional.of(T value);// value需要非 null,null会抛异常；
//返回一个空的Optional实例。 此Optional没有值。
//类型参数：<T> –不存在的值的类型
//返回值：一个空的Optional
//api注意：尽管这样做可能很诱人，但应通过将==与Optional.empty()返回的实例进行比较来避免测试对象是否为空。
// 不能保证它是一个单例。
// 而是使用isPresent()
Optional.empty();// 用来构造一个空的 Optional；
3、Optional的相关方法介绍
- isPresent()： 持有非空值，返回true；否则false；
Optional optional = Optional.ofNullable(null);
Optional optional1 = Optional.of("");
Optional optional2 = Optional.empty();
System.out.println(optional.isPresent());
System.out.println(optional1.isPresent());
System.out.println(optional2.isPresent());
打印结果：
false
true
false
- ifPresent()： 如果 Optional 中有值，则对该值调用consumer.accept，否则什么也不做。
- orElse： 参数是一个值，如果 Optional 中有值则将其返回，否则返回 orElse 方法传入的参数。
Optional 中有值：
//Optional 中有值
Optional optional = Optional.ofNullable("fdgshsgf");
System.out.println(optional.orElse("reiwgybv"));
打印结果：
Optional 中没有值：
//Optional 中有没有值
Optional optional = Optional.ofNullable(null);
System.out.println(optional.orElse("reiwgybv"));
打印结果：
注意：
Optional 只有null时表示为空值，其他任何情况都不表示空值，如空字符串。
Optional optional = Optional.ofNullable("");
System.out.println(optional.orElse("reiwgybv"));
打印结果是空字符串：
- orElseGet： 传入的参数为一个 Supplier 接口的实现。
- orElseThrow： 没有值的时候会抛出异常，抛出的异常由传入的 exceptionSupplier 提供。
示例：
return Optional.ofNullable(iNewsMapper.selectNewsWithNewsCategoryById(id))
.orElseThrow(() -> new BaseException(DataSourceResponseEnum.SELECT_ERROR));
- map： 为空返回 Optional.empty；否则返回一个新的 Optional：函数 mapper 在以 value 作为输入时的输出值；可以多次使用map操作。
Optional<String> username = Optional.ofNullable(getUserById(id))
.map(user -> user.getUsername())
.map(name -> name.replace('_', ' '));
System.out.println("Username is: " + username.orElse("Unknown"));
- flatMap： map 方法参数中的函数 mapper 输出的是值，然后 map 方法会使用 Optional.ofNullable 将其包装为 Optional；而 flatMap 要求参数中的函数 mapper 输出的就是 Optional。
Optional<String> username = Optional.ofNullable(getUserById(id))
.flatMap(user -> Optional.of(user.getUsername()))
.flatMap(name -> Optional.of(name.toLowerCase()));
System.out.println("Username is: " + username.orElse("Unknown"));
- filter： 接受一个 Predicate 来对 Optional 中包含的值进行过滤，如果包含的值满足条件，那么还是返回这个 Optional；否则返回 Optional.empty。
4、源码解析
package java.util;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.function.Supplier;
import java.util.stream.Stream;
/**
一个可能包含也可能不包含非null值的容器对象。 如果存在值，则isPresent()返回true 。 如果不存在任何值，则该对象被视为空，并且isPresent()返回false 。
提供了其他取决于所包含值是否存在的方法，例如orElse() （如果不存在值，则返回默认值）和ifPresent() （如果存在值，则执行操作）。
这是一个基于值的类； 在Optional实例上使用标识敏感的操作（包括引用等于（ == ），标识哈希码或同步）可能会产生不可预测的结果，应避免使用
*/
public final class Optional<T> {
/**
* empty()通用实例
*/
private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
/**
* 如果不为空，则为该值；否则为false。 如果为null，则表示不存在任何值
*/
private final T value;
/**
构造一个空实例。
impl注意：
通常，每个VM仅应存在一个空实例EMPTY
*/
private Optional() {
this.value = null;
}
/**
返回一个空的Optional实例。 此Optional没有值。
类型参数：<T> –不存在的值的类型
返回值：一个空的Optional
api注意：
尽管这样做可能很诱人，但应通过将==与Optional.empty()返回的实例进行比较来避免测试对象是否为空。 不能保证它是一个单例。 而是使用isPresent()
*/
public static<T> Optional<T> empty() {
@SuppressWarnings("unchecked")
Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
return t;
}
/**
使用描述的值构造一个实例。
参数：值–要描述的非null值
抛出：NullPointerException如果值为null
*/
private Optional(T value) {
this.value = Objects.requireNonNull(value);
}
/**
返回一个Optional描述给定的非null值。
参数：value –要描述的值，必须为非null
类型参数：<T> –值的类型
返回值：存在值的Optiona
*/
public static <T> Optional<T> of(T value) {
return new Optional<>(value);
}
/**
返回一个描述给定值的Optional ，如果不为null ，则返回一个空的Optional 。
参数：值–描述的可能为null值
类型参数：<T> –值的类型
返回值：一个Optional与如果指定值是非当前值null ，否则一个空Optional
*/
public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
return value == null ? empty() : of(value);
}
/**
如果存在值，则返回该值，否则抛出NoSuchElementException 。
返回值：此Optional描述的非null值
抛出：NoSuchElementException如果不存在任何值
api注意：此方法的首选替代方法是orElseThrow() 。
*/
public T get() {
if (value == null) {
throw new NoSuchElementException("No value present");
}
return value;
}
/**
如果存在值，则返回true ，否则返回false 。
返回值：如果存在值，则为true ，否则为false
*/
public boolean isPresent() {
return value != null;
}
/**
如果不存在值，则返回true ，否则返回false 。
返回值：如果不存在值，则为true ，否则为false
*/
public boolean isEmpty() {
return value == null;
}
/**
如果存在值，则使用该值执行给定的操作，否则不执行任何操作。
参数：动作–要执行的动作（如果存在值）
*/
public void ifPresent(Consumer<? super T> action) {
if (value != null) {
action.accept(value);
}
}
/**
如果存在值，则使用该值执行给定的操作，否则执行给定的基于空的操作。
参数：动作–要执行的动作（如果存在值）emptyAction –要执行的基于空的操作（如果不存在任何值）
抛出：NullPointerException如果存在一个值并且给定的操作为null ，或者不存在任何值并且给定的基于空的操作为null
@since 9
*/
public void ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction) {
if (value != null) {
action.accept(value);
} else {
emptyAction.run();
}
}
/**
如果存在一个值，并且该值与给定的谓词匹配，则返回描述该值的Optional ，否则返回一个空的Optional 。
参数：谓词–应用于值的谓词（如果存在）
返回值：一个Optional描述此的值Optional ，如果一个值存在并且该值给定的谓词相匹配，否则一个空Optional
抛出：NullPointerException如果谓词为null
*/
public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
Objects.requireNonNull(predicate);
if (!isPresent()) {
return this;
} else {
return predicate.test(value) ? this : empty();
}
}
/**
如果存在值，则返回一个Optional描述（就像by ofNullable ），将给定映射函数应用于该值的结果，否则返回一个空的Optional 。
如果映射函数返回null结果，则此方法返回空的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));
}
}
/**
如果存在一个值，则返回将给定Optional -bearing映射函数应用于该值的结果，否则返回一个空的Optional 。
此方法类似于map(Function) ，但是映射函数是其结果已经是Optional函数，如果调用该函数，则flatMap不会将其包装在其他Optional 。
参数：mapper –应用于值的映射函数（如果存在）
类型参数：<U> –映射函数返回的Optional值的类型
返回值：施加的结果Optional荷瘤映射函数此的值Optional ，如果一个值存在，否则一个空Optional
抛出：NullPointerException如果映射函数为null或返回null结果
*/
public <U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, ? extends Optional<? extends U>> mapper) {
Objects.requireNonNull(mapper);
if (!isPresent()) {
return empty();
} else {
@SuppressWarnings("unchecked")
Optional<U> r = (Optional<U>) mapper.apply(value);
return Objects.requireNonNull(r);
}
}
/**
如果值存在时，返回一个Optional描述的值，否则将返回一个Optional产生通过供给功能。
参数：供应商–产生要返回的Optional的供应功能
返回值：返回一个Optional描述此的值Optional ，如果一个值存在，否则Optional所生产的供应功能。
抛出：NullPointerException如果提供的函数为null或产生null结果
* @since 9
*/
public Optional<T> or(Supplier<? extends Optional<? extends T>> supplier) {
Objects.requireNonNull(supplier);
if (isPresent()) {
return this;
} else {
@SuppressWarnings("unchecked")
Optional<T> r = (Optional<T>) supplier.get();
return Objects.requireNonNull(r);
}
}
/**
如果存在值，则返回仅包含该值的顺序Stream ，否则返回空Stream 。
返回值：作为Stream的可选值
* @since 9
*/
public Stream<T> stream() {
if (!isPresent()) {
return Stream.empty();
} else {
return Stream.of(value);
}
}
/**
如果存在值，则返回该值，否则返回other 。
参数：其他–要返回的值（如果不存在任何值）。 可以为null 。
返回值：值（如果存在），否则other
*/
public T orElse(T other) {
return value != null ? value : other;
}
/**
如果存在值，则返回该值，否则返回由供应函数产生的结果。
参数：供应商–产生要返回的值的供应函数
返回值：值（如果存在），否则提供功能产生的结果
*/
public T orElseGet(Supplier<? extends T> supplier) {
return value != null ? value : supplier.get();
}
/**
* If a value is present, returns the value, otherwise throws
* {@code NoSuchElementException}.
*
* @return the non-{@code null} value described by this {@code Optional}
* @throws NoSuchElementException if no value is present
* @since 10
*/
public T orElseThrow() {
if (value == null) {
throw new NoSuchElementException("No value present");
}
return value;
}
/**
如果存在值，则返回该值，否则抛出由异常提供函数产生的异常。
参数：exceptionSupplier –产生要抛出的异常的提供函数
类型参数：<X> –引发的异常类型
返回值：值（如果存在）
抛出：X –如果不存在任何值NullPointerException如果不存在任何值并且异常提供函数为null
api注意：带有空参数列表的对异常构造函数的方法引用可用作提供者
*/
public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
if (value != null) {
return value;
} else {
throw exceptionSupplier.get();
}
}
}
5、结合业务现实解析
创建一个动物实体类：
/**
* 动物实体类
*/
@Data
public class Animal {
private String lb;//类别
private String name;//姓名
private Integer age; //年龄
}
（1）Optional 构建
//返回一个描述给定值的Optional ，如果不为null ，则返回一个空的Optional 。
//参数：值–描述的可能为null值
//类型参数：<T> –值的类型
//返回值：一个Optional与如果指定值是非当前值null ，否则一个空Optional
Optional s1 = Optional.ofNullable(null);
// 构建一个value不可以为null的optional对象，如果of()的入参为null会报空指针异常；
Optional<Animal> s2 = Optional.of(new Animal("哺乳动物", "小狗",5));
// 构建一个value可以为null的optional对象；
Optional<Animal> s3 = Optional.ofNullable(null);
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
System.out.println(s3);
输出结果：
（2）判断类业务
Optional<Animal> myUser1 = Optional.empty();
Optional<Animal> myUser2 = Optional.of(new Animal("哺乳动物", "小猫",8));
// filter传入一个lambda，lambda返回值为boolean；true:不做任何改变，false:返回一个空的optional；
Optional<Animal> myUser3 = myUser2.filter(animal -> "小猫".equals(animal.getName()));
Optional<Animal> myUser4 = myUser2.filter(animal -> "小7猫".equals(animal.getName()));
// isPresent就是判断value是不是null；我们在调用get之前，一定要先调用isPresent，因为直接如果value是null，直接调用get会报异常；
if (myUser1.isPresent()) {
Animal value = myUser1.get();
System.out.println("optional value:" + value);
} else {
System.out.println("optional value==null");
}
// ifPresent传入一段lambda，当value!=null时，执行里面的逻辑；当当value==null时，啥都不干；
myUser2.ifPresent(value -> System.out.println("optional value:" + value));
System.out.println(myUser3);
System.out.println(myUser4);
输出结果：
（3）获取类业务（常用）
Optional<Animal> userInfoEmptyOpt = Optional.empty();
Optional<Animal> userInfoOpt = Optional.of(new Animal("猫科动物","哆啦A梦",15));
// 1、直接获取，注意如果value==null，会报NoSuchElementException异常
Animal userInfo1 = userInfoOpt.get();
// 2、orElse可以传入一个UserInfo类型的对象作为默认值;
// 当value!=null时，返回value值；当value==null时，返回默认值作为代替；
Animal userInfo2 = userInfoEmptyOpt.orElse(new Animal("猫科动物1","哆啦A梦",15));
// 3、orElseGet和orElse不同的是orElseGet可以传入一段lambda表达式；
// 当value!=null时，返回value值；
// 当value==null时，使用该lambda返回的对象作为默认值；
Animal userInfo3 = userInfoEmptyOpt.orElseGet(() -> new Animal("猫科动物2","哆啦A梦",15));
// 4、orElseThrow可以传入一段lambda表达式，lambda返回一个Exception；当value!=null时，返回value值；当value==null时，抛出该异常；
Animal userInfo4 = userInfoOpt.orElseThrow(NullPointerException::new);
System.out.println(userInfo1);
System.out.println(userInfo2);
System.out.println(userInfo3);
System.out.println(userInfo4);
输出结果：
（4）转换类业务
Optional<Animal> userInfoOpt = Optional.of(new Animal("犬科动物","史努比",10));
// 原来value的类型是UserInfo，经过map转换为Optional<String>
Optional<String> username = userInfoOpt.map(Animal::getLb);
// 当map的入参也是一个Optional时，经过map转化后会形成Optional<Optional<String>>这种嵌套结构；但flatMap可以把这种嵌套结构打平；
Optional<Optional<String>> unFlatMap = userInfoOpt.map(animal -> Optional.of(animal.getLb()));
Optional<String> flatMap = userInfoOpt.flatMap(animal -> Optional.of(animal.getLb()));
System.out.println(username);
System.out.println(unFlatMap);
System.out.println(flatMap);
输出结果：
6、项目业务API测试
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.ToString;
import java.math.BigDecimal;
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@ToString
public class Leader {
private Long employeeId;
private BigDecimal bonus;
}
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.ToString;
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@ToString
public class Employee {
private Long id;
private String name;
private Boolean leader;
}
import java.util.Optional;
/**
* 找到ID为1的员工，如果有奖金就打印出来，没有就打印没有奖金；
* @throws
*/
public class FiltUtil {
public void OptionalStudy() {
Optional<Leader> leader = Optional.ofNullable(getEmployeeById(1L)
.filter(Employee::getLeader)
.map(Employee::getId)
.flatMap(this::getLeaderByEmployeeId)
.orElse(null));
if (leader.isPresent()) {
Optional.of(leader.map(Leader::getBonus).map(bonus -> String.format("员工ID为1的leader奖金为：%s", bonus)).orElse("员工ID为1的leader也没有奖金")).ifPresent(System.out::println);
} else {
System.out.println("员工ID为1的leader未找到，他可能只是一个基层员工，不配拥有奖金");
}
}
private Optional<Employee> getEmployeeById(Long id) {
//return Optional.of(new Employee(1L, "大老板", Boolean.TRUE));
return Optional.of(new Employee(1L, "大老板", Boolean.FALSE));
}
private Optional<Leader> getLeaderByEmployeeId(Long employeeId) {
//return employeeId == 1L ? Optional.of(new Leader(1L, BigDecimal.valueOf(1000000000))) : Optional.empty();
return employeeId == 1L ? Optional.of(new Leader(1L, null)) : Optional.empty();
}
//主函数测试
public static void main(String[] args) {
FiltUtil filtUtil = new FiltUtil();
filtUtil.OptionalStudy();
}
}
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