轉載自??Java8（5）：使用 Optional 處理 null

寫過 Java 程序的同學，一般都遇到過?NullPointerException?:) —— 為了不拋出這個異常，我們便會寫如下的代碼：

User user = getUserById(id); if (user != null) {String username = user.getUsername();System.out.println("Username is: " + username); // 使用 username }

但是很多時候，我們可能會忘記寫?if (user != null)?—— 如果在開發階段就發現那還好，但是如果在開發階段沒有測試到問題，等到上線卻出了?NullPointerException?... 畫面太美，我不敢繼續想下去。

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為了解決這種尷尬的處境，JDK 終于在 Java8 的時候加入了?Optional?類。Optional?的 javadoc 介紹：

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.

這是一個可以包含或者不包含非?null?值的容器。如果值存在則?isPresent()方法會返回?true，調用?get()?方法會返回該對象。

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JDK 提供三個靜態方法來構造一個?Optional：
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。對于該方法，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?方法的區別在于，傳入的參數可以為?null?—— 但是前面 javadoc 不是說?Optional?只能包含非?null?值嗎？我們可以看看?ofNullable?方法的源碼：

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原來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。

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前面 javadoc 也有提到，Optional?的?isPresent()?方法用來判斷是否包含值，get()?用來獲取?Optional?包含的值 —— 值得注意的是，如果值不存在，即在一個Optional.empty?上調用?get()?方法的話，將會拋出?NoSuchElementException?異常。
我們假設?getUserById?已經是個客觀存在的不能改變的方法，那么利用?isPresent?和?get?兩個方法，我們現在能寫出下面的代碼：

Optional<User> user = Optional.ofNullable(getUserById(id)); if (user.isPresent()) {String username = user.get().getUsername();System.out.println("Username is: " + username); // 使用 username }

好像看著代碼是優美了點 —— 但是事實上這與之前判斷?null?值的代碼沒有本質的區別，反而用?Optional?去封裝?value，增加了代碼量。所以我們來看看?Optional?還提供了哪些方法，讓我們更好的（以正確的姿勢）使用?Optional。

1.ifPresent

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如果?Optional?中有值，則對該值調用?consumer.accept，否則什么也不做。
所以對于上面的例子，我們可以修改為：

Optional<User> user = Optional.ofNullable(getUserById(id)); user.ifPresent(u -> System.out.println("Username is: " + u.getUsername()));

2.orElse

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如果?Optional?中有值則將其返回，否則返回?orElse?方法傳入的參數。

User user = Optional.ofNullable(getUserById(id)).orElse(new User(0, "Unknown"));System.out.println("Username is: " + user.getUsername());

3.orElseGet

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orElseGet?與?orElse?方法的區別在于，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)).orElseGet(() -> new User(0, "Unknown"));System.out.println("Username is: " + user.getUsername());

4.orElseThrow

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orElseThrow?與?orElse?方法的區別在于，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?完美的適用于這種場景。

@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); }

5.map

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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。

Optional<String> username = Optional.ofNullable(getUserById(id)).map(user -> user.getUsername());System.out.println("Username is: " + username.orElse("Unknown"));

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('_', ' '));System.out.println("Username is: " + username.orElse("Unknown"));

6.flatMap

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flatMap?方法與?map?方法的區別在于，map?方法參數中的函數?mapper?輸出的是值，然后?map?方法會使用?Optional.ofNullable?將其包裝為?Optional；而?flatMap?要求參數中的函數?mapper?輸出的就是?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"));

7.filter

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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());System.out.println("Username is: " + username.orElse("Unknown"));

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有了?Optional，我們便可以方便且優雅的在自己的代碼中處理?null?值，而不再需要一昧通過容易忘記和麻煩的?if (object != null)?來判斷值不為?null。如果你的程序還在使用 Java8 之前的 JDK，可以考慮引入 Google 的 Guava 庫 —— 事實上，早在 Java6 的年代，Guava 就提供了?Optional?的實現。

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號外：Java9 對?Optional?的增強
即將在今年 7 月到來的 JDK9 中，在?Optional?類中添加了三個新的方法：

public Optional<T> or(Supplier<? extends Optional<? extends T>> supplier)

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

public void ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction)

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?方法的區別在于，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()

public Stream<T> stream()

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()）。
舉個例子，在 Java8，我們會寫下面的代碼：

// 此處 getUserById 返回的是 Optional<User> public List<User> getUsers(Collection<Integer> userIds) {return userIds.stream().map(this::getUserById) // 獲得 Stream<Optional<User>>.filter(Optional::isPresent)// 去掉不包含值的 Optional.map(Optional::get).collect(Collectors.toList()); }

而有了?Optional.stream()，我們就可以將其簡化為：

public List<User> getUsers(Collection<Integer> userIds) {return userIds.stream().map(this::getUserById) // 獲得 Stream<Optional<User>>.flatMap(Optional::stream) // Stream 的 flatMap 方法將多個流合成一個流.collect(Collectors.toList()); }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java8使用 Optional 处理 null的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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