Optional 是 Java 8 引進的一個新特性，通常用於緩解常見的空指針異常問題。Brian Goetz （Java語言設計架構師）對Optional設計意圖的原話如下：
Optional is intended to provide a limited mechanism for library method return types where there needed to be a clear way to represent “no result," and using null for such was overwhelmingly likely to cause errors.
這句話突出了三個點：
1、Optional 是用來作為方法返回值的
2、Optional 是為了清晰地表達返回值中沒有結果的可能性
3、且如果直接返回 null 很可能導致調用端產生錯誤（尤其是NullPointerException）
Optional 的機制類似於 Java 的受檢異常，強迫API調用者面對沒有返回值的現實。參透 Optional 的設計意圖才能學會正確得使用它。下面介紹一下Optional方法以及圍繞這三個點闡述 Optional的最佳實踐。
一、Optional的相關方法介紹
1、JDK 提供三個靜態方法來構造一個Optional：我們主要記住這個就行了 - Optional.ofNullable(T value)
（1）Optional.of(T value)，該方法通過一個非 null 的 value 來構造一個 Optional，返回的 Optional 包含了 value 這個值。對於該方法，傳入的參數一定不能為 null，否則便會拋出 NullPointerException。
（2）Optional.ofNullable(T value)，該方法和 of 方法的區別在於，傳入的參數可以為 null。該方法會判斷傳入的參數是否為 null，如果為 null 的話，返回的就是 Optional.empty()。
（3）Optional.empty()，該方法用來構造一個空的 Optional，即該 Optional 中不包含值，其實底層實現還是 如果 Optional 中的 value 為 null 則該 Optional 為不包含值的狀態，然后在 API 層面將 Optional 表現的不能包含 null 值，使得 Optional 只存在 包含值 和 不包含值 兩種狀態。
2、 ifPresent —— 如果 Optional 中有值，則對該值調用 consumer.accept，否則什么也不做。
3、orElse —— 如果 Optional 中有值則將其返回，否則返回 orElse 方法傳入的參數。
4、orElseGet —— 與 orElse 方法的區別在於，orElseGet 方法傳入的參數為一個 Supplier 接口的實現 —— 當 Optional 中有值的時候，返回值；當 Optional 中沒有值的時候，返回從該 Supplier 獲得的值。
User user = Optional.ofNullable(getUserById(id)) .orElse(new User(0, "Unknown")); User user = Optional.ofNullable(getUserById(id)) .orElseGet(() -> new User(0, "Unknown"));
5、orElseThrow —— 與 orElse 方法的區別在於，orElseThrow 方法當 Optional 中有值的時候，返回值；沒有值的時候會拋出異常，拋出的異常由傳入的 exceptionSupplier 提供。
User user = Optional.ofNullable(getUserById(id)) .orElseThrow(() -> new EntityNotFoundException("id 為 " + id + " 的用戶沒有找到"));
舉一個 orElseThrow 的用途：在 SpringMVC 的控制器中，我們可以配置統一處理各種異常。查詢某個實體時，如果數據庫中有對應的記錄便返回該記錄，否則就可以拋出 EntityNotFoundException ，處理 EntityNotFoundException 的方法中我們就給客戶端返回Http 狀態碼 404 和異常對應的信息 —— orElseThrow 完美的適用於這種場景。
@RequestMapping("/{id}") public User getUser(@PathVariable Integer id) { Optional<User> user = userService.getUserById(id); return user.orElseThrow(() -> new EntityNotFoundException("id 為 " + id + " 的用戶不存在")); } @ExceptionHandler(EntityNotFoundException.class) public ResponseEntity<String> handleException(EntityNotFoundException ex) { return new ResponseEntity<>(ex.getMessage(), HttpStatus.NOT_FOUND); }
6、map —— 如果當前 Optional 為 Optional.empty，則依舊返回 Optional.empty；否則返回一個新的 Optional，該 Optional 包含的是：函數 mapper 在以 value 作為輸入時的輸出值。而且我們可以多次使用map操作：
Optional<String> username = Optional .ofNullable(getUserById(id)) .map(user -> user.getUsername()) .map(name -> name.toLowerCase()) .map(name -> name.replace('_', ' '));
7、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。
Optional<String> username = Optional.ofNullable(getUserById(id)) .filter(user -> user.getId() < 10) .map(user -> user.getUsername());
8、or 方法的作用是，如果一個 Optional 包含值，則返回自己；否則返回由參數 supplier 獲得的 Optional
9、ifPresentOrElse 方法的用途是，如果一個 Optional 包含值，則對其包含的值調用函數 action，即 action.accept(value)，這與 ifPresent 一致；與 ifPresent 方法的區別在於，ifPresentOrElse 還有第二個參數 emptyAction —— 如果 Optional 不包含值，那么 ifPresentOrElse 便會調用 emptyAction，即 emptyAction.run()
10、stream 方法的作用就是將 Optional 轉為一個 Stream，如果該 Optional 中包含值，那么就返回包含這個值的 Stream；否則返回一個空的 Stream（Stream.empty()）。
二、Optional 是用來作為方法返回值的
1、不要濫用 Optional API
有的同學知道了一些Optional的API后就覺得找到了一把錘子，看到什么都像釘子，於是寫出了以下這種代碼
String finalStatus = Optional.ofNullable(status).orElse("PENDING") // 這種寫法不僅降低了代碼可讀性還無謂得創建了一個Optional對象（浪費性能） // 以下是同等功能但更簡潔更可讀的實現
String finalStatus = status == null ? "PENDING" : status;
2、不要使用Optional作為Java Bean實例域的類型，因為 Optional 沒有實現 Serializable 接口（不可序列化）
3、不要使用 Optional 作為類構造器參數
4、不要使用 Optional 作為Java Bean Setter方法的參數
原因除了上面第二點提到的 Optional 是不可序列化的，還有降低了可讀性。
既然 setter是用於給Java Bean 屬性賦值的， 為什么還無法確定里面的值是不是空 ？ 如果為空，為何不直接賦值 null （或者對應的空值） ？
但相反的是，對於可能是空值 Java Bean 屬性的 Getter 方法返回值使用 Optional 類型是很好的實踐。
@Entity public class Customer implements Serializable {private String postcode; // optional field, thus may be null
public Optional<String> getPostcode() { return Optional.ofNullable(postcode); } public void setPostcode(String postcode) { this.postcode = postcode; } ... }
由於getter返回的是Optional，外部調用時就意識到里面可能是空結果，需要進行判斷。注意：對值可能為 null 的實例域的 getter 才需要使用 Optional。
5、不要使用Optional作為方法參數的類型
首先，當參數類型為Optional時，所有API調用者都需要給參數先包一層Optional（額外創建一個Optional實例）浪費性能 —— 一個Optional對象的大小是簡單引用的4倍。其次，當方法有多個Optional參數時，方法簽名會變得更長，可讀性更差。
三、Optional 是為了清晰地表達返回值中沒有結果的可能性
1、不要給Optional變量賦值 null，而應該用 Optional.empty() 表達空值
2、確保Optional內有值才能調用 get() 方法
如果不檢查Optional是否為空值就直接調用get() 方法，就讓 Optional 失去了意義 —— Optional 是為了清晰地表達返回值中沒有結果的可能性，強迫API調用者面對沒有返回值的現實並做檢查。
目前Java 8編譯器並不會對這種情況報錯，但是 IDE 已經可以識別並警告
// 所以避免
Optional<Cart> cart = ... ; // this is prone to be empty
... // if "cart"is empty then this code will throw a java.util.NoSuchElementException
Cart myCart = cart.get(); // 而應該
if (cart.isPresent()) { Cart myCart = cart.get(); ... // do something with "myCart"
} else { ... // do something that doesn't call cart.get()
}
3、盡量使用 Optional 提供的快捷API 避免手寫 if-else 語句
在一些場景下， Optional.orElse() Optional.orElseGet() Optional.ifPresent() 可以避免手寫 if-else 語句，使代碼更簡潔。
public static final String USER_STATUS = "UNKNOWN"; ... public String findUserStatus(long id) { Optional<String> status = ... ; // prone to return an empty Optional
return status.orElse(USER_STATUS); } public String computeStatus() { ... // some code used to compute status
} public String findUserStatus(long id) { Optional<String> status = ... ; // prone to return an empty Optional // computeStatus() is called only if "status" is empty
return status.orElseGet(this::computeStatus); } Optional<String> status ... ; status.ifPresent(System.out::println);
4、使用 equals 而不是 == 來比較 Optional 的值，Optional 的 equals 方法已經實現了內部值比較
總結：
（1）Optional 盡量只用來作為方法返回值類型
（2）調用了返回值為Optional的方法后，一定要做空值檢查
（3）不要過度使用 Optional 避免降低代碼可讀性和性能
（4）查閱並適當使用 Optional API
四、常用 API 梳理
這里梳理一下Optional的API，標出幾個重點且適合我們使用的方法：
最重要的就是學會3個方法：
1、如何包裝value：Optional.ofNullable()
2、逐層安全地拆解value：map()
3、最終返回：orElse()
這三個搭配就是最佳實踐。其他可能會用的方法就是orElseGet()、orElsethrow()，其他的不常用或者說不好用。
五、Optional的設計思想實現
詳見這篇文章，寫的挺清晰的：https://zhuanlan.zhihu.com/p/338128121