JDK8新特性：使用Optional：解決NPE問題的更干凈的寫法

一、JDK8中Optional的方法使用介紹

空指針異Optional常是導致Java應用程序失敗的最常見原因。以前，為了解決空指針異常，Google公司著名的Guava項目引入了Optional類，Guava通過使用檢查空值的方式來防止代碼污染，它鼓勵程序員寫更干凈的代碼。受到Google Guava的啟發，Optional類已經成為Java 8類庫的一部分。Optional實際上是個容器：它可以保存類型T的值，或者僅僅保存null。Optional提供很多有用的方法，這樣我們就不用顯式進行空值檢測。

Optional.of()或者Optional.ofNullable()：創建Optional對象，差別在於of不允許參數是null，而ofNullable則無限制。

// 參數不能是null  
Optional<Integer> optional1 = Optional.of(1);  
  
// 參數可以是null  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
// 參數可以是非null  
Optional<Integer> optional3 = Optional.ofNullable(2);  

Optional.empty()：所有null包裝成的Optional對象：

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(null);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
System.out.println(optional1 == optional2);// true  
System.out.println(optional1 == Optional.<Integer>empty());// true  
  
Object o1 = Optional.<Integer>empty();  
Object o2 = Optional.<String>empty();  
System.out.println(o1 == o2);// true  

isPresent()：判斷值是否存在

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
// isPresent判斷值是否存在  
System.out.println(optional1.isPresent() == true);  
System.out.println(optional2.isPresent() == false);  

ifPresent(Consumer consumer)：如果option對象保存的值不是null，則調用consumer對象，否則不調用

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
// 如果不是null,調用Consumer  
optional1.ifPresent(new Consumer<Integer>() {  
    @Override  
    public void accept(Integer t) {  
        System.out.println("value is " + t);  
    }  
});  
  
// null,不調用Consumer  
optional2.ifPresent(new Consumer<Integer>() {  
    @Override  
    public void accept(Integer t) {  
        System.out.println("value is " + t);  
    }  
});  

orElse(value)：如果optional對象保存的值不是null，則返回原來的值，否則返回value

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
// orElse  
System.out.println(optional1.orElse(1000) == 1);// true  
System.out.println(optional2.orElse(1000) == 1000);// true  

orElseGet(Supplier supplier)：功能與orElse一樣，只不過orElseGet參數是一個對象

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
System.out.println(optional1.orElseGet(() -> {  
    return 1000;  
}) == 1);//true  
  
System.out.println(optional2.orElseGet(() -> {  
    return 1000;  
}) == 1000);//true  

orElseThrow()：值不存在則拋出異常，存在則什么不做，有點類似Guava的Precoditions

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
optional1.orElseThrow(()->{throw new IllegalStateException();});  
  
try  
{  
    // 拋出異常  
    optional2.orElseThrow(()->{throw new IllegalStateException();});  
}  
catch(IllegalStateException e )  
{  
    e.printStackTrace();  
}  

filter(Predicate)：判斷Optional對象中保存的值是否滿足Predicate，並返回新的Optional。

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
Optional<Integer> filter1 = optional1.filter((a) -> a == null);  
Optional<Integer> filter2 = optional1.filter((a) -> a == 1);  
Optional<Integer> filter3 = optional2.filter((a) -> a == null);  
System.out.println(filter1.isPresent());// false  
System.out.println(filter2.isPresent());// true  
System.out.println(filter2.get().intValue() == 1);// true  
System.out.println(filter3.isPresent());// false  

map(Function)：對Optional中保存的值進行函數運算，並返回新的Optional(可以是任何類型)

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
Optional<Integer> optional2 = Optional.ofNullable(null);  
  
Optional<String> str1Optional = optional1.map((a) -> "key" + a);  
Optional<String> str2Optional = optional2.map((a) -> "key" + a);  
  
System.out.println(str1Optional.get());// key1  
System.out.println(str2Optional.isPresent());// false

flatMap()：功能與map()相似，差別請看如下代碼。flatMap方法與map方法類似，區別在於mapping函數的返回值不同。map方法的mapping函數返回值可以是任何類型T，而flatMap方法的mapping函數必須是Optional。

Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(1);  
   
Optional<Optional<String>> str1Optional = optional1.map((a) -> {  
     return Optional.<String>of("key" + a);  
});  
   
Optional<String> str2Optional = optional1.flatMap((a) -> {  
     return Optional.<String>of("key" + a);  
});  
   
System.out.println(str1Optional.get().get());// key1  
System.out.println(str2Optional.get());// key1  

 二 、正確使用 Optional

Optional是Java8提供的為了解決null安全問題的一個API。善用Optional可以使我們代碼中很多繁瑣、丑陋的設計變得十分優雅。

使用Optional，我們就可以把下面這樣的代碼進行改寫。

public static String getName(User u) {
    if (u == null) {
        return "unknow";
    }
    return u.name;
}

不過，千萬不要改寫成這副樣子。

public static String getName(User u) {
    Optinal<User> user = Optinal.ofNullable(u);
    if (!user.isPresent()) {
        return "unknow";
    }
    return user.get().name;
}

這樣改寫非但不簡潔，而且其操作還是和第一段代碼一樣。無非就是用isPresent方法來替代u==null。這樣的改寫並不是Optional正確的用法，我們再來改寫一次。

public static String getName(User u) {
    return Optinal.ofNullable(u)
                    .map(user->user.name)
                    .orElse("unknow");
}

這樣才是正確使用Optional的姿勢。那么按照這種思路，我們可以安心的進行鏈式調用，而不是一層層判斷了。看一段代碼：

public static String getChampionName(Competion comp) throws testException {
    if (comp != null) {
        CompResult result = comp.getResult();
        if (result != null) {
            User user = result.getUser();
            if (user != null) {
                return user.getName();
            }
        }
    }
    
    throw new testException("test error exception");
}

由於種種原因（比如：比賽還沒有產生冠軍、方法的非正常調用、某個方法的實現里埋藏的大禮包等等），我們並不能開心的一路comp.getResult().getChampion().getName()到底。而其他語言比如kotlin，就提供了在語法層面的操作符加持：comp?.getResult()?.getChampion()?.getName()。所以講道理在Java里我們怎么辦！

讓我們看看經過Optional加持過后，這些代碼會變成什么樣子。

public static String getChampionName(Competion comp) throws testException {
    return Optinal.ofNullable(comp)
                    .map(c->c.getResult())
                    .map(r->r.getUser())
                    .map(u->u.getName())
                    .orElseThrow(()->new testException("test error exception"));
}

這就很舒服了。Optional給了我們一個真正優雅的Java風格的方法來解決null安全問題。雖然沒有直接提供一個操作符寫起來短，但是代碼看起來依然很爽很舒服。