Java 类库的新特性之 Optional类
1.Optional简述
到目前为止，著名的NullPointerException是导致Java应用程序失败的最常见原因。过去，为了解决空指针异常，Google公司著名的Guava项目引入了Optional类，Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染，它鼓励程序员写更干净的代码。如今，受到Google Guava的启发，Optional类已经成为Java 8类库的一部分。
Optional：按照字面英文解释为“可选的” 意思，但此处的语义是指某个值可能有也可能没有（null）。
Optional 被定义为一个简单的容器，其值可能是null或者不是null。在Java 8之前一般某个函数应该返回非空对象但是偶尔却可能返回了null，而在Java 8 以后，不推荐你返回null而是返回Optional。
Optional英文文档地址：http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Optional.html
2.对 Optional 应用的理解
Java 8借鉴了Scala和Haskell，提供了一个新的Optional模板，可以用它来封装可能为空的引用。但它绝不是终结空指针，更多只是使API的设计者可以在代码层面声明一个方法可能会返回空值，调用方应该注意这种情况。因此，这只对新的API有效，前提是调用者不要让引用逃逸出封装类，否则引用可能会在外面被不安全的废弃掉。
个人对这个新的特性是又爱又恨。一方面，空指针是一个大问题，只要能解决这个问题的东西笔者都欢迎。但另一方面，个人对它是否能担此重任执怀疑的态度。这是由于使用它需要全公司的集体努力，短期内很难会有见效。若非大力地推广使用，很可能会功亏一篑。
3.Optional的优点
1）显式的提醒你需要关注null的情况，对程序员是一种字面上的约束
2）将平时的一些显式的防御性检测给标准化了，并提供一些可串联操作
3）解决null会导致疑惑的概念
eg：Map里面的key==null的情况，以及value==null的情况
4.Optional类
4.1 Optional类的官方描述
A container object which may or may not contain a non-null value. If a value is present, isPresent() will return true and get() will return the value.
（这是一个可以为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。）
4.2 Optional的简单使用
Optional类的包名：java.util.Optional<T>
为了防止抛出java.lang.NullPointerException 异常，我们经常会写出这样的代码：
Student student = person.find("Lucy"); if (student != null) { student.doSomething(); }
使用 Optional的代码写法：
Student student = person.find("Lucy"); if (student.isPresent()) { student.get().doSomething(); }
说明：如果isPresent()返回false，说明这是个空对象；否则，我们就可以把其中的内容取出来做相应的操作了。
单从代码量上来说，Optional的代码量并未减少，甚至比原来的代码还多。但好在，你绝对不会忘记判空，因为这里我们得到的不是Student类的对象，而是Optional。
4.3Optional类的主要方法
1) of(T value)
为非null的值创建一个Optional。
of()方法通过工厂方法创建Optional类。需要注意，创建对象时传入的参数不能为null。如果传入参数为null，则抛出NullPointerException 。
eg:
//调用工厂方法创建Optional实例 Optional<String> myValue = Optional.of("OptionalTest"); //传入参数为null，抛出NullPointerException. Optional<String> someNull = Optional.of(null);
2) ofNullable(T value)
为指定的值创建一个Optional，如果指定的值为null，则返回一个空的Optional。
ofNullable与of方法相似，唯一的区别是可以接受参数为null的情况。
eg:
//下面创建了一个不包含任何值的Optional实例 //eg:值为'null' Optional empty = Optional.ofNullable(null);
3) isPresent()
如果值存在返回true，否则返回false。
eg:
//isPresent()方法用来检查Optional实例中是否包含值 if (myValue.isPresent()) { //在Optional实例内调用get()返回已存在的值 System.out.println(myValue.get());//输出OptionalTest }
4) get()
如果Optional有值则将其返回，否则抛出异常 NoSuchElementException。
在上面的示例中，get方法用来得到Optional实例中的值。下面是一个抛出NoSuchElementException的示例：
eg：
//执行下面的代码会输出：No value present try { //在空的Optional实例上调用get()，抛出NoSuchElementException System.out.println(empty.get()); } catch (NoSuchElementException ex) { System.out.println(ex.getMessage()); }
5) ifPresent(Consumer<? super T> consumer)
如果Optional实例有值则为其调用consumer，否则不做处理。
要理解ifPresent()方法，首先需要了解Consumer类。简单地说，Consumer类包含一个抽象方法。该抽象方法对传入的值进行处理，但没有返回值。Java8支持不用接口直接通过lambda表达式传入参数。
如果Optional实例有值，调用ifPresent()可以接受接口段或lambda表达式。
eg:
//ifPresent()方法接受lambda表达式作为参数。 //lambda表达式对Optional的值调用consumer进行处理。 myValue.ifPresent((value) -> { System.out.println("The length of the value is: " + value.length()); });
6) orElse(T other)
如果有值则将其返回，否则返回指定的其它值。
如果Optional实例有值则将其返回，否则返回orElse方法传入的参数。即：参数other为默认返回值eg:
//如果值不为null，orElse方法返回Optional实例的值。 //如果为null，返回传入的消息。 //输出：There is no value present! System.out.println(empty.orElse("There is no value present!")); //输出：OptionalTest System.out.println(myValue.orElse("There is some value!"));
7) orElseGet(Supplier<? extends T> other)
orElseGet与orElse方法类似，区别在于得到的默认值。orElse方法将传入的参数字符串作为默认值，orElseGet方法可以接受Supplier接口的实现用来生成默认值。
eg：
//orElseGet可以接受一个lambda表达式生成默认值。 //输出：Default Value System.out.println(empty.orElseGet(() -> "Default Value")); //输出：OptionalTest System.out.println(myValue.orElseGet(() -> "Default Value"));
8） orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)
如果有值则将其返回，否则抛出supplier接口创建的异常。
在orElseGet()方法中，我们传入一个Supplier接口。然而，在orElseThrow中我们可以传入一个lambda表达式或方法，如果值不存在就抛出异常。
eg:
try { //orElseThrow与orElse方法类似。与返回默认值不同， //orElseThrow会抛出lambda表达式或方法生成的异常 empty.orElseThrow(ValueAbsentException::new); } catch (Throwable ex) { //输出: No value present in the Optional instance System.out.println(ex.getMessage()); }
class ValueAbsentException extends Throwable { public ValueAbsentException() { super(); } public ValueAbsentException(String msg) { super(msg); } @Override public String getMessage() { return "No value present in the Optional instance"; } }
9） map(Function<? super T,? extends U> mapper)
如果有值，则对其执行调用mapping函数得到返回值。如果返回值不为null，则创建包含mapping返回值的Optional作为map方法返回值，否则返回空Optional。
map方法用来对Optional实例的值执行一系列操作。通过一组实现了Function接口的lambda表达式传入操作。
eg:
//map方法执行传入的lambda表达式参数对Optional实例的值进行修改。 //为Lambda表达式的返回值创建新的Optional实例作为map方法的返回值。 Optional<String> upperName = myValue.map((value) -> value.toUpperCase()); System.out.println(upperName.orElse("No value found"));
10） flatMap(Function<? super T,Optional<U>> mapper)
如果有值，为其执行mapping函数返回Optional类型返回值，否则返回空Optional。flatMap与map（Funtion）方法类似，区别在于flatMap中的mapper返回值必须是Optional。调用结束时，flatMap不会对结果用Optional封装。
flatMap方法与map方法类似，区别在于mapping函数的返回值不同。map方法的mapping函数返回值可以是任何类型T，而flatMap方法的mapping函数必须是Optional。
eg:
下面参照map函数，使用flatMap重写的示例
//map方法中的lambda表达式返回值可以是任意类型，在map函数返回之前会包装为Optional。 //但flatMap方法中的lambda表达式返回值必须是Optionl实例。 upperName = myValue.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase())); System.out.println(upperName.orElse("No value found"));
11) filter(Predicate<? super T> predicate)
如果有值并且满足断言条件返回包含该值的Optional，否则返回空Optional。
filter个方法通过传入限定条件对Optional实例的值进行过滤。
对于filter函数我们可以传入实现了Predicate接口的lambda表达式。
eg:
//filter方法检查给定的Option值是否满足某些条件。 //如果满足则返回同一个Option实例，否则返回空Optional。 Optional<String> longName = myValue.filter((value) -> value.length() > 6); System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"));//输出OptionalTest //另一个例子是Optional值不满足filter指定的条件。 Optional<String> anotherName = Optional.of("Test"); Optional<String> shortName = anotherName.filter((value) -> value.length() > 6); //输出：name长度不足6字符 System.out.println(shortName.orElse("The name is less than 6 characters"));
12） empty()
返回一个空Optional实例。
eg:
Optional.<String>empty(); // 返回一个空Optional<String>
Note：
Optional有这么多方法，那Optional的初衷是什么？而且Optional也是一个对象，所以它本身也有可能是null，这可如何是好。所以，个人认为，Optional比较适用的地方是作为返回值，这样可以给使用者一个善意的提醒。
4.4 map 与 flatMap 的区别
map(mapper) 与 flatMap(mapper) 功能上基本是一样的，只是最后的返回值不一样。map(mapper)方法中的mapper可以返回任意类型，但是flatMap(mapper)方法中的mapper只能返回Optional类型。
如果mapper返回结果result的不是null，那么map就会返回一个Optional,但是 flatMap不会对result进行任何包装。
eg：
Optional<String> o; o.map((value)->Optional.of(value)) //返回的类型是Optional<Optional<String>> o.flatMap((value)->Optional.of(value)) //返回的类型是Optional<String>
4.5 Optional应用示例：
Note：测试的时候最好是新建一个java项目（或者直接用eclipse测试），因为Android项目目前不完全支持java8的新特性，需要配置很多东西，也一样容易出现各种问题。
import java.util.NoSuchElementException; import java.util.Optional; public class OptionalTest { public static void main(String[] args) { // 创建Optional String mayBeNull = null; Optional<String> opt1 = Optional.of(" Hello! "); Optional<String> opt2 = Optional.ofNullable(mayBeNull); Optional<String> opt3 = Optional.empty(); opt1.ifPresent(System.out::println); // " Hello! " opt2.ifPresent(System.out::println); opt3.ifPresent(System.out::println); //方法测试示例 ofTest(); ofNullableTest(); isPresentTest(); ifPresentTest(); orElseTest(); orElseGetTest(); mapTest(); flatMapTest(); filterTest(); } /** * of后面接给optional设置的值 但是不能为空 如果为空会报空指针异常 */ public static void ofTest() { Optional<String> optional = Optional.of("123"); System.out.println(optional.get()); try { optional = Optional.of(null); System.out.println("null值--"+optional.get()); //get方法是获取optional的值 类型取决于声明的时候 } catch (NullPointerException e) { System.out.println("空指针异常"); } } /** * ofNullable 和of类似 但是ofNullable可以设置null值 如果是Null值得话取值会报NoSuchElementException 异常 */ public static void ofNullableTest() { Optional<String> optional = Optional.ofNullable("123"); System.out.println(optional.get()); try { optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println("null值---"+optional.get()); } catch (NoSuchElementException e) { System.out.println("NoSuchElementException 异常"); } } /** * ifPresent用来判断optional中有没有值存在 如果有则为真 */ public static void isPresentTest() { Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null); if (optional.isPresent()) { System.out.println(optional.get()); } else { System.out.println("值为空"); } } /** * ifPresent和isPresent类似 只不过它支持λ表达式 */ public static void ifPresentTest() { Optional<String> optional = Optional.ofNullable("123"); optional.ifPresent(var -> { System.out.println(var); }); } /** * orElse方法，如果值为空的话会用参数中的值去替换 即设置默认值 */ public static void orElseTest() { Optional<String> optional = Optional.ofNullable("123"); System.out.println(optional.orElse("有没有")); optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println(optional.orElse("有没有000")); } /** * orElseGet方法 和orElse类似 不过此方法接受Supplier接口的实现用来生成默认值 */ public static void orElseGetTest() { Optional<String> optional = Optional.ofNullable("123"); System.out.println(optional.orElseGet(() -> "123456")); optional = Optional.ofNullable(null); System.out.println(optional.orElseGet(() -> "1234567")); } /** * map方法 如果有值则会对值进行mapping中的处理 处理结果存在则创建并返回Optional类型的结果 否则返回空 */ public static void mapTest() { Optional<String> optional = Optional.ofNullable("abc"); System.out.println(optional.map(var -> var.toUpperCase()).get()); } /** * flatMap和map类似 只不过mapping中必须返回Option类型的数据 */ public static void flatMapTest() { Optional<String> optional = Optional.ofNullable("abc"); System.out.println(optional.flatMap(var -> Optional.of(var.toUpperCase())).get()); } /** * filter对optional进行过滤,mapping中为过滤的条件 如果不满足条件 返回一个为空的Optional */ public static void filterTest() { try { Optional<String> optional = Optional.ofNullable("一二三四五六七八"); System.out.println(optional.filter(var -> var.length() > 6).get()); System.out.println(optional.filter(var -> var.length() < 6).get()); } catch (NoSuchElementException e) { System.out.println("optional的值为空"); } } }
