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一、摘要

NullPointerException，中文名： 空指針異常 ，也簡稱 NPE，是軟件系統中最常見的錯誤異常之一。

很久以前 Google Guava 項目引入了Optional作為解決空指針異常的一種方式，不贊成寫過多的代碼來顯式檢查null，以期望程序員寫出整潔同時可讀性更高的代碼。

受 Google Guava 的影響，Optional 現在也成為了Java 8 及以上庫代碼的一部分。

在介紹Optional技術之前，我們不禁會發出一個疑問：為什么谷歌不贊成寫過多的代碼來顯式檢查null？

下面是某個常見的參數判空代碼，樣例如下。

// 判斷行政區是否為空
if(country != null){
    // 判斷行政區的上一級，行政城市是否為空
    if(country.getCity() != null){
        // 判斷行政城市的上一級，行政省是否為空
        if(country.getCity().getProvince() != null){
            // 獲取對應的行政省相關的數據
            return country.getCity().getProvince().getName();
        }
    }
}

這還是最普通的三層判斷，假如有很大一段業務邏輯處理的時候，你會發現代碼不光看起來很臃腫，并且難以閱讀，可讀性很差！

如果調整為使用Optional來編寫的話，可以轉換成如下寫法：

// 獲取當前行政區最頂級的省信息名稱
String result  = Optional.ofNullable(country)
                .map(Country::getCity)
                .map(City::getProvince)
                .map(Province::getName)
                .orElse("error");

采用Optional來編程之后，整個代碼的可讀性和整潔度，是不是要干凈很多！

這也是為什么推薦大家使用Optional的原因啦！

當然廢話也不多說，代碼直接擼起來！

二、案例實踐

在 JDK8 中，Optional 共有 12 個核心方法，下面我們一起來看看他們的用法！

2.1、empty()

empty 方法返回一個不包含值的 Optional 實例，單獨使用沒什么意義，主要和其他方法搭配使用。

Optional optional = Optional.empty();
System.out.println(optional);

-- 輸出結果
Optional.empty

2.2、of()

of 方法會返回一個 Optional 實例，如果傳入的值非空，會返回包含指定值的對象；如果傳入空，會立刻拋出空指針異常。

// 非空情況下，會正常返回
Optional optional = Optional.of("hello world");
System.out.println(optional);

-- 輸出結果
Optional[hello world]

// 為空情況下，會拋空指針異常
Optional optional = Optional.of(null);
System.out.println(optional);

-- 輸出結果
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
 at java.util.Objects.requireNonNull(Objects.java:203)
 at java.util.Optional.< init >(Optional.java:96)
 at java.util.Optional.of(Optional.java:108)

2.3、ofNullable()

ofNullable 方法會返回一個 Optional 實例，如果傳入的值非空，會返回包含指定值的對象；如果傳入空，會返回不包含任何值的 empty 對象，也就是最開始介紹的Optional.empty()對象。

// 非空情況下，會正常返回
Optional optional = Optional.ofNullable("hello world");
System.out.println(optional);

-- 輸出結果
Optional[hello world]

// 為空情況下，會返回 empty 對象
Optional optional = Optional.ofNullable(null);
System.out.println(optional);

-- 輸出結果
Optional.empty

2.4、isPresent()

isPresent 方法用來判斷實例是否包含值，如果包含非空值，返回 true，否則返回 false。

// 非空值，返回true
boolean rs1 =  Optional.ofNullable("hello").isPresent();
System.out.println(rs1);

// 空值，返回false
boolean rs2 =  Optional.ofNullable(null).isPresent();
System.out.println(rs2);

-- 輸出結果
true
false

2.5、get()

get 方法，如果實例包含非空值，則返回當前值；否則拋出 NoSushElementException 異常。

// 非空值，返回當前值
Object rs =  Optional.ofNullable("hello world").get();
System.out.println(rs);

-- 輸出結果
hello world

// 空值，會拋出 NoSushElementException 異常
Object rs =  Optional.ofNullable(null).get();
System.out.println(rs);

-- 輸出結果
Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException: No value present
 at java.util.Optional.get(Optional.java:135)

2.6、ifPresent()

ifPresent 方法作用是當實例包含非空值時，執行傳入的 Consumer，比如調用一些其他方法；如果包含的值為空，不執行任何操作。

Optional.ofNullable("hello world")
                .ifPresent( x - > {
                    System.out.println(x);
                });

-- 輸出結果
hello world

2.7、filter()

filter 方法用于過濾不符合條件的值，接收一個Predicate參數，如果符合條件，會返回當前的Optional實例，否則返回 empty 實例。

Optional.ofNullable("hello world")
                .filter(x - > x.contains("hello"))
                .ifPresent(x - > {
                    System.out.println(x);
                });

-- 輸出結果
hello world

2.8、map()

map 方法是鏈式調用避免空指針的核心方法，當實例包含值時，對值執行傳入的Function函數接口方法，并返回一個代表結果值新的Optional實例，也就是將返回的結果再次包裝成Optional對象。

Optional.ofNullable("hello+world")
                .map(t - > {
                    if(t.contains("+")){
                        return t.replace("+", " ");
                    }
                    return t;
                }).ifPresent(t - > {
                    System.out.println(t);
                });

-- 輸出結果
hello world

2.9、flatMap()

flatMap 方法與 map 方法類似，唯一不同的地方在于： 需要手動將返回的值，包裝成Optional實例，并且參數值不允許為空 。

Optional.ofNullable("hello+world")
                .flatMap(t - > {
                    if(t.contains("+")){
                        t =  t.replace("+", " ");
                    }
                    // 不同之處
                    return Optional.of(t);
                }).ifPresent(t - > {
                    System.out.println(t);
                });

-- 輸出結果
hello world

2.10、orElse()

orElse 方法作用是如果實例包含非空值，那么返回當前值；否則返回指定的默認值。

Object rs =  Optional.ofNullable(null).orElse("null");
System.out.println(rs);

-- 輸出結果
null

2.11、orElseGet()

orElseGet 方法作用是如果實例包含非空值，返回這個值；否則，它會執行作為參數傳入的Supplier函數式接口方法，并返回其執行結果。

Object result = Optional.ofNullable(null)
                .orElseGet(() - > {
                    return "error";
                });
System.out.println(result);

-- 輸出結果
error

2.12、orElseThrow()

orElseThrow 方法作用是如果實例包含非空值，返回這個值；否則，它會執行作為參數傳入的異常類。

Optional.ofNullable(null)
                .orElseThrow(() - > new RuntimeException("參數為空"));

-- 輸出結果
Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: 參數為空
 at com.x.x.x.x.OptionalTest.lambda$main$10(OptionalTest3.java:144)
 at java.util.Optional.orElseThrow(Optional.java:290)