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如何更好地使用Java 8的Optional

java water 1337℃ 0评论

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


Java 8中的Optional<T>是一个可以包含或不可以包含非空值的容器对象,在 Stream API中很多地方也都使用到了Optional。

  java中非常讨厌的一点就是nullpoint,碰到空指针就会出错抛Exception,然后需要逐行检查是哪个对象为空,带来大量的不必要精力损耗,抛出NPE错误不是用户操作的错误,而是开发人员的错误,应该被避免,那么只能在每个方法中加入非空检查,阅读性和维护性都比较差。

  如下面这个代码的手工非空检查:

public void addAddressToCustomer(Customer customer, Address newAddress){ if ( customer == null || newAddress == null) return;  if ( customer.getAddresses() == null ){   customer.setAddresses ( new ArrayList&lt;&gt;()); } customer.addAddress(newAddress);}

  另外还有一些开发人员喜欢通过非空检查来实现业务逻辑,空对象不应该用来决定系统的行为,它们是意外的Exceptional值,应当被看成是错误,而不是业务逻辑状态。

  当我们一个方法返回List集合时,应该总是返回一个空的List,而不是Null,这就允许调用者能够遍历它而不必检查Null,否则就抛出NPE。

  但是如果我们根据标识键ID查询数据库,没有查到,需要返回一个空对象怎么办?有人建议抛出Exception,其实这不符合函数方法一进一出的原则,变成一个函数方法有两个返回,一个是正常返回,一个出错Exception,函数式编程范式告诫我们不要轻易抛Exception。

  这时Java 8的Optional就发挥作用了,允许我们返回一个空的对象。

  Optional<T>有方法 isPresent() 和 get() 是用来检查其包含的对象是否为空或不是,然后返回它,如:

Optional<SomeType> someValue = someMethod();

if (someValue.isPresent()) { // check

    someValue.get().someOtherMethod(); // retrieve and call

}

  但是这种用法并不能体现Java 8的全部好处,你可以将Optional看成是需要使用某个T值的方法之间某种中间人或者协调者Mediator,而不只是一个普通对象的包装器。

  如果你有一个值返回类型T,你有一个方法需要使用这个值,那么你可以让 Optional<T> 处于中间,确保它们之间交互进行,而不必要人工干预。

  这样,协调者Optional<T>能够照顾T的值提供给你的方法作为输入参数,在这种情况下,如果T是空,可以确保不会出错,这样在T值为空时也可以让一切都正常运作,你也可以让Optional<T>执行其他动作,如执行一段代码块等等,这样它就实际上是语言机制的很好的补充。

  下面这个案例涉及到Lambda表达式 方法引用,是将单词流中第一个以"L"开始单词取出,作为返回结果是一个Optional<String>

使用ifPresent()

  这个案例的代码如下:

Stream<string> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");

Optional<string> longest = names

                                .filter(name -> name.startsWith("L"))

                                .findFirst();

 

longest.ifPresent(name -> {

            String s = name.toUpperCase();

            System.out.println("The longest name is "+ s);

        });

  这里ifPresent() 是将一个Lambda表达式作为输入,T值如果不为空将传入这个lambda。那么这个lambda将不为空的单词转为大写输出显示。在前面names单词流寻找结果中,有可能找不到开始字母为L的单词,返回为空,也可能找到不为空,这两种情况都传入lambda中,无需我们打开盒子自己编写代码来判断,它自动帮助我们完成了,无需人工干预。

 

使用map()

  如果你想从Optional<T>中返回一个值怎么办?使用 map(),如下:

Stream<string> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");

Optional<string> longest = names

                                .filter(name -> name.startsWith("L"))

                                .findFirst();

 

Optional<string> lNameInCaps = longest.map(String::toUpperCase);

  使用Optional<T>的map方法能够返回另外一个Optional,如上面的 LnameInCaps,因为传入map()的参数值也许会导致一个空值。

 

使用orElse()

  如果在T可能空时你需要一个值的话,那么可以使用 orElse(),它能在T值存在的情况下返回这个值,否则返回输入值。

Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");

Optional<String> longest = names

                                .filter(name -> name.startsWith("Q"))

                                .findFirst();

 

 String alternate = longest.orElse("Nimrod");

 System.out.println(alternate); //prints out "Nimrod"

 

使用orElseGet()

  orElseGet() 方法类似于orElse(),但是不是直接返回输入参数,而是调用输入参数,返回调用的结果,这个输入参数通常是lambda:

Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");

Optional<String> longest = names

                                .filter(name -> name.startsWith("Q"))

                                .findFirst();

 

 String alternate = longest.orElseGet(() -> {

            // perform some interesting code operation

            // then return the alternate value.

            return "Nimrod";

 });

 System.out.println(alternate);

 

使用 orElseThrow()

  orElseThrow()是在当遭遇Null时,决定抛出哪个Exception时使用:

Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");

 Optional<String> longest = names

                                 .filter(name -> name.startsWith("Q"))

                                 .findFirst();

 

longest.orElseThrow(NoSuchElementStartingWithQException::new);

 

总结,你能创建下面三种类型的Optional<T>:

Optional<SomeType> getSomeValue() {

// 返回一个空的Optional类型;

return Optional.empty();

}

 

Optional<SomeType> getSomeValue() {

SomeType value = …;

// 使用这个方法,值不可以为空,否则抛exception

return Optional.of(value);

}

 

Optional<SomeType> getSomeValue() {

SomeType value = …;

// 使用这个方法,值可以为空,如果为空返回Optional.empty

return Optional.ofNullable(value);

 

// usage

Optional<SomeType> someType = getSomeValue();

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