java8新特性Optional深度解析

最近脑袋发热追着 java 8源码看的很起劲，还有了执念，罪过。

本文以jdk1.8.0_111源码为例

public final class Optional<T> {} 

Optional是一个为了解决NullPointerException设计而生可以包含对象也可以包含空的容器对象。封装了很多对空处理的方法也增加了filter、map这样的检索利器，其中函数式编程会有种炫酷到爆的感觉。

基础测试用例对象：

public class Java8OptionalTest { 
    List<String> stringList = null; 
    ICar car = new WeiLaiCar(); 
} 
 
public class WeiLaiCar implements ICar { 
    Integer wheels = new Integer(4); 
｝  

Api中提供的4种optional

最核心的当属Optional对象，泛型的引入支持了所有对象类型，又增加对常用场景下的double\int\long进行扩展。重点介绍一下Optional对象的方法其他三个类似。

• public final class Optional {
• public final class OptionalDouble {
• public final class OptionalInt {
• public final class OptionalLong {

@FunctionalInterface

Predicate\Consumer\Supplier三个接口都是函数式接口

静态方法of

private Optional() { 
    this.value = null; 
}  

构造方法被private，不能new但提供了of这样的静态方法去初始化类;

public static <T> Optional<T> of(T value) { 
    return new Optional<>(value); 
} 
public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) { 
    return value == null ? empty() : of(value); 
} 
public static<T> Optional<T> empty() { 
    @SuppressWarnings("unchecked") 
    Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY; 
    return t; 
}  

1、empty支持你去创建一个空的optional类，这样的类直接get()会报错：java.util.NoSuchElementException: No value present

2、of(x)传入的对象不能为null，而ofNullable(x)是支持传入null的对象，一般用这两个比较多。

present 方法

isPresent是用来判断optional中对象是否为null，ifPresent的参数是当对象不为null时执行的lamdba表达式。

public boolean isPresent() { 
    return value != null; 
} 
public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) { 
    if (value != null) 
        consumer.accept(value); 
}  

示例详解介绍了ifPresent特性：

Java8OptionalTest test = new Java8OptionalTest(); 
Optional<Java8OptionalTest> optional = Optional.of(test); 
 
pringTest(optional.isPresent()); 
//true 
optional.ifPresent( a -> pringTest(a.getCar().getClass().getName())); 
//com.ts.util.optional.WeiLaiCar 
optional.ifPresent( a -> Optional.ofNullable(a.getStringList()).ifPresent(b -> pringTest("StringList:" + (b == null)))); 
//第一级的ifPresent是存在test对象，所以执行了lambda表达式，而第二级的ifPresent的stringList是null，所以没有执行表达式 
optional.ifPresent( a -> Optional.ofNullable(a.getCar()).ifPresent(b -> pringTest("car:" + (b == null)))); 
//car:false 
//第二级ifPresent的car对象是存在的，所以第二级的表达式执行了  

map 方法

源码提供了两种map和flatMap。

• map方法的参数是个当包含的对象不为null时才执行的lambda表达式，返回该表达式执行结果的封装optional对象，同理支持链式调用，逐层深入和递归递进很像;
• flatMap区别在于lambda表达式的返回结果必须主动包裹Optinoal，否则报错 

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)); 
    } 
} 
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)); 
    } 
}  

测试示例：

Java8OptionalTest test = new Java8OptionalTest(); 
Optional<Java8OptionalTest> optional = Optional.of(test); 
 
Optional opt1 = optional.map( a -> a.getCar()); 
pringTest(opt1.get()); 
//com.ts.util.optional.WeiLaiCar@5d6f64b1 
int wheel = 0;//传统null判断写法 
if(test != null){ 
    if(test.getCar() != null){//实际业务里面层级也许会超过3层 
        wheel = test.getCar().getWheelCount(); 
    } 
} 
pringTest("传统:"+wheel); 
//传统:4 
Optional opt2 = optional.map( a -> a.getCar()).map(b -> b.getWheelCount());//Optional支持下的写法 
pringTest("optinal:"+opt2.get()); 
//optinal:4 
Optional opt3 = optional.map( a -> a.getStringList()).map(b -> b.size()); 
pringTest(opt3); 
//Optional.empty 
 
Optional opt4 = optional.flatMap(a -> Optional.of(a.getCar()));//主动包裹Optional对象 
pringTest(opt4); 
//Optional[com.ts.util.optional.WeiLaiCar@5d6f64b1] 
Optional opt5 = optional.flatMap(a -> Optional.of(a.getCar())).flatMap(b -> Optional.ofNullable(b.getWheelCount())); 
pringTest(opt5); 
//Optional[4]  

filter 方法

源码如下：

public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) { 
    Objects.requireNonNull(predicate); 
    if (!isPresent()) 
        return this; 
    else 
        return predicate.test(value) ? this : empty(); 
}  

filter方法传入一个断言语句条件的lambda表达式，返回一个原对象的optional包装，所以支持链式调用;只要记住这三点你便掌握如何使用了。

看下面的例子：

Java8OptionalTest test = new Java8OptionalTest(); 
 
Optional<Java8OptionalTest> optional = Optional.of(test); 
 
Optional result = optional.filter( a -> a.getCar() != null).filter( b -> b.getClass().getName() != null); 
pringTest(result.isPresent()? result.get().getClass().getName(): result.isPresent()); 
//com.ts.util.Java8OptionalTest 
Optional result1 = optional.filter( a -> a.getStringList() != null); 
pringTest(result1.get()); 
//java.util.NoSuchElementException: No value present  

orElse 方法

Api提供了三个方法。

• orElse 当optional内对象为null就返回这个参数，比较像很多默认值设置;
• orElseGet 基本同orElse，区别是传入参数支持lambda表达式，返回的就是表达式执行结果;
• orElseThrow 也是传入lambda表达式，但是表达式是抛出异常 

public T orElse(T other) { 
    return value != null ? value : other; 
} 
 
public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) { 
    return value != null ? value : other.get(); 
} 
 
public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X { 
    if (value != null) { 
        return value; 
    } else { 
        throw exceptionSupplier.get(); 
    } 
}  

测试用例如下：

Java8OptionalTest one = null; 
Java8OptionalTest test = new Java8OptionalTest(); 
Optional<Java8OptionalTest> optional = Optional.ofNullable(one); 
pringTest(optional); 
//Optional.empty 
pringTest(optional.orElse(test)); 
//com.ts.util.Java8OptionalTest@5197848c 
pringTest(optional.orElseGet(() -> new Java8OptionalTest())); 
//com.ts.util.Java8OptionalTest@5d6f64b1 
pringTest(optional.orElseThrow(() -> new RuntimeException("orElseThrow"))); 
//java.lang.RuntimeException: orElseThrow  

总结

官方推出Optional绝不会就是替大家判断一下null，filter\map\orElse这三种使用场景是比较容易想到的，很多业务场景需要慢慢摸索使用。多函数式的用法需要好好掌握，技术发展是非常快速的。

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