在文章的開頭，先說下 NPE 問題，NPE 問題就是，我們在開發中經常碰到的 NullPointerException. 假設我們有兩個類，他們的 UML 類圖如下圖所示
在這種情況下，有如下代碼
user.getAddress().getProvince(); 這種寫法，在 user 為 null 時，是有可能報 NullPointerException 異常的。為了解決這個問題，於是采用下面的寫法
if(user!=null){ Address address = user.getAddress(); if(address!=null){ String province = address.getProvince(); } } 這種寫法是比較丑陋的，為了避免上述丑陋的寫法，讓丑陋的設計變得優雅。JAVA8 提供了 Optional 類來優化這種寫法，接下來的正文部分進行詳細說明
API 介紹
先介紹一下 API，與其他文章不同的是，本文采取類比的方式來講，同時結合源碼。而不像其他文章一樣，一個個 API 羅列出來，讓人找不到重點。
1、Optional(T value),empty(),of(T value),ofNullable(T value)
這四個函數之間具有相關性，因此放在一組進行記憶。
先說明一下，Optional(T value)，即構造函數，它是 private 權限的，不能由外部調用的。其余三個函數是 public 權限，供我們所調用。那么，Optional 的本質，就是內部儲存了一個真實的值，在構造的時候，就直接判斷其值是否為空。好吧，這么說還是比較抽象。直接上Optional(T value)構造函數的源碼，如下圖所示
那么，of(T value) 的源碼如下
public static <T> Optional<T> of(T value) { return new Optional<>(value); } 也就是說 of(T value) 函數內部調用了構造函數。根據構造函數的源碼我們可以得出兩個結論:
- 通過of(T value)函數所構造出的 Optional 對象，當 Value 值為空時，依然會報 NullPointerException。
- 通過of(T value)函數所構造出的 Optional 對象，當 Value 值不為空時，能正常構造 Optional 對象。
除此之外呢，Optional 類內部還維護一個 value 為 null 的對象，大概就是長下面這樣的
public final class Optional<T> { //省略.... private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>(); private Optional() { this.value = null; } //省略... public static<T> Optional<T> empty() { @SuppressWarnings("unchecked") Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY; return t; } } 那么，empty（）的作用就是返回 EMPTY 對象。
好了鋪墊了這么多，可以說ofNullable(T value)的作用了，上源碼
public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) { return value == null ? empty() : of(value); } 好吧，大家應該都看得懂什么意思了。相比較of(T value)的區別就是，當 value 值為 null 時，of(T value) 會報 NullPointerException 異常；ofNullable(T value)不會 throw Exception，ofNullable(T value)直接返回一個EMPTY對象。
那是不是意味着，我們在項目中只用ofNullable函數而不用 of 函數呢?
不是的，一個東西存在那么自然有存在的價值。當我們在運行過程中，不想隱藏NullPointerException。而是要立即報告，這種情況下就用 Of 函數。但是不得不承認，這樣的場景真的很少。博主也僅在寫 junit 測試用例中用到過此函數。
2、orElse(T other)，orElseGet(Supplier<? extends T> other) 和 orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)
這三個函數放一組進行記憶，都是在構造函數傳入的 value 值為 null 時，進行調用的。orElse和orElseGet的用法如下所示，相當於 value 值為 null 時，給予一個默認值:
@Test public void test() { User user = null; user = Optional.ofNullable(user).orElse(createUser()); user = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createUser()); } public User createUser(){ User user = new User(); user.setName("zhangsan"); return user; } 這兩個函數的區別：當 user 值不為 null 時，orElse函數依然會執行 createUser() 方法，而orElseGet函數並不會執行 createUser() 方法，大家可自行測試。
至於 orElseThrow，就是 value 值為 null 時, 直接拋一個異常出去，用法如下所示
User user = null; Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->new Exception("用戶不存在")); 3、map(Function<? super T, ? extends U> mapper) 和 flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)
這兩個函數放在一組記憶，這兩個函數做的是轉換值的操作。
直接上源碼
public final class Optional<T> { //省略.... 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)); } } //省略... 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)); } } } 這兩個函數，在函數體上沒什么區別。唯一區別的就是入參，map 函數所接受的入參類型為Function<? super T, ? extends U>，而 flapMap 的入參類型為Function<? super T, Optional<U>>。
在具體用法上，對於 map 而言：
如果 User 結構是下面這樣的
public class User { private String name; public String getName() { return name; } } 這時候取 name 的寫法如下所示
String city = Optional.ofNullable(user).map(u-> u.getName()).get(); 對於 flatMap 而言:
如果 User 結構是下面這樣的
public class User { private String name; public Optional<String> getName() { return Optional.ofNullable(name); } } 這時候取 name 的寫法如下所示
String city = Optional.ofNullable(user).flatMap(u-> u.getName()).get(); 4、isPresent() 和 ifPresent(Consumer<? super T> consumer)
這兩個函數放在一起記憶，isPresent即判斷 value 值是否為空，而ifPresent就是在 value 值不為空時，做一些操作。這兩個函數的源碼如下
public final class Optional<T> { //省略.... public boolean isPresent() { return value != null; } //省略... public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) { if (value != null) consumer.accept(value); } } 需要額外說明的是，大家千萬不要把
if (user != null){ // TODO: do something } 給寫成
User user = Optional.ofNullable(user); if (Optional.isPresent()){ // TODO: do something } 因為這樣寫，代碼結構依然丑陋。博主會在后面給出正確寫法
至於ifPresent(Consumer<? super T> consumer)，用法也很簡單，如下所示
Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{ // TODO: do something }); 5、filter(Predicate<? super T> predicate)
不多說，直接上源碼
public final class Optional<T> { //省略.... Objects.requireNonNull(predicate); if (!isPresent()) return this; else return predicate.test(value) ? this : empty(); } filter 方法接受一個 Predicate 來對 Optional 中包含的值進行過濾，如果包含的值滿足條件，那么還是返回這個 Optional；否則返回 Optional.empty。
用法如下
Optional<User> user1 = Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getName().length()<6); 如上所示，如果 user 的 name 的長度是小於 6 的，則返回。如果是大於 6 的，則返回一個 EMPTY 對象。
實戰使用
例一
在函數方法中
以前寫法
public String getCity(User user) throws Exception{ if(user!=null){ if(user.getAddress()!=null){ Address address = user.getAddress(); if(address.getCity()!=null){ return address.getCity(); } } } throw new Excpetion("取值錯誤"); } JAVA8 寫法
public String getCity(User user) throws Exception{ return Optional.ofNullable(user) .map(u-> u.getAddress()) .map(a->a.getCity()) .orElseThrow(()->new Exception("取指錯誤")); } 例二
比如，在主程序中
以前寫法
if(user!=null){ dosomething(user); } JAVA8 寫法
Optional.ofNullable(user) .ifPresent(u->{ dosomething(u); }); 例三
以前寫法
public User getUser(User user) throws Exception{ if(user!=null){ String name = user.getName(); if("zhangsan".equals(name)){ return user; } }else{ user = new User(); user.setName("zhangsan"); return user; } } java8 寫法
public User getUser(User user) {
return Optional.ofNullable(user) .filter(u->"zhangsan".equals(u.getName())) .orElseGet(()-> { User user1 = new User(); user1.setName("zhangsan"); return user1; }); } 其他的例子，不一一列舉了。不過采用這種鏈式編程，雖然代碼優雅了。但是，邏輯性沒那么明顯，可讀性有所降低，大家項目中看情況酌情使用。