《java 8 实战》读书笔记 -第十章 用Optional取代null

一、Optional 类入门

Java 8中引入了一个新的类java.util.Optional<T>。变量存在时，Optional类只是对类简单封装。变量不存在时，缺失的值会被建模成一个“空”
的Optional对象，由方法Optional.empty()返回。

二、应用 Optional 的几种模式

1.创建 Optional 对象

(1) 声明一个空的Optional

正如前文已经提到，你可以通过静态工厂方法Optional.empty，创建一个空的Optional对象：

Optional<Car> optCar = Optional.empty();

(2) 依据一个非空值创建Optional

你还可以使用静态工厂方法Optional.of，依据一个非空值创建一个Optional对象：

Optional<Car> optCar = Optional.of(car); 

如果car是一个null，这段代码会立即抛出一个NullPointerException，而不是等到你试图访问car的属性值时才返回一个错误。

(3) 可接受null的Optional

最后，使用静态工厂方法Optional.ofNullable，你可以创建一个允许null值的Optional对象：

Optional<Car> optCar = Optional.ofNullable(car); 

如果car是null，那么得到的Optional对象就是个空对象。

Optional提供了一个get方法用于获取Optional变量中的值，不过get方法在遭遇到空的Optional对象时也会抛出异常，所以不按照约定的方式使用它，又会让我们再度陷入由null引起的代码维护的梦魇。

2.使用 map 从 Optional 对象中提取和转换值

比如，你可能想要从insurance公司对象中提取公司的名称。提取名称之前，你需要检查insurance对象是否为null，代码如下所示：

String name = null; 
if(insurance != null){ 
 name = insurance.getName(); 
}

用Optional实现：

Optional<Insurance> optInsurance = Optional.ofNullable(insurance); 
Optional<String> name = optInsurance.map(Insurance::getName);

原理示意：

3.使用 flatMap 链接 Optional 对象

Optional<Person> optPerson = Optional.of(person); 
Optional<String> name = 
 optPerson.map(Person::getCar) //编译无法通过
 .map(Car::getInsurance) 
 .map(Insurance::getName); 

不幸的是，这段代码无法通过编译。为什么呢？optPerson是Optional<Person>类型的变量， 调用map方法应该没有问题。但getCar返回的是一个Optional<Car>类型的对象，这意味着map操作的结果是一个Optional<Optional<Car>>类型的对象。因此，它对getInsurance的调用是非法的，因为最外层的optional对象包含了另一个optional对象的值，而它当然不会支持getInsurance方法。
正确做法：

public String getCarInsuranceName(Optional<Person> person) { 
 return person.flatMap(Person::getCar) 
 .flatMap(Car::getInsurance) 
 .map(Insurance::getName) //Insurance::getName返回的是String类型，不是Optional
//返回的Optional可能是两种情况：如果调用链上的任何一个
//方法返回一个空的Optional，那么结果就为空，否则返回的值就是你期望的保险公司的名称。
 .orElse("Unknown"); 
}

在域模型中使用Optional，以及为什么它们无法序列化
由于Optional类设计时就没特别考虑将其作为类的字段使用，所以它也并未实现Serializable接口。
如果你一定要实现序列化的域模型，作为替代方案，我们建议你像下面这个例子那样，提供一个能访问声明为Optional、变量值可能缺失的接口，代码清单如下：

public class Person { 
 private Car car; 
 public Optional<Car> getCarAsOptional() { 
 return Optional.ofNullable(car); 
 } 
}

4. 默认行为及解引用 Optional 对象

Optional类提供了多种方法读取Optional实例中的变量值。

• get()是这些方法中最简单但又最不安全的方法。如果变量存在，它直接返回封装的变量值，否则就抛出一个NoSuchElementException异常。
• orElse(T other)是我们在代码清单10-5中使用的方法，正如之前提到的，它允许你在Optional对象不包含值时提供一个默认值。
• orElseGet(Supplier<? extends T> other)是orElse方法的延迟调用版，Supplier方法只有在Optional对象不含值时才执行调用。如果创建默认值是件耗时费力的工作，你应该考虑采用这种方式（借此提升程序的性能），或者你需要非常确定某个方法仅在Optional为空时才进行调用，也可以考虑该方式（这种情况有严格的限制条件）。
• orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)和get方法非常类似，它们遭遇Optional对象为空时都会抛出一个异常，但是使用orElseThrow你可以定制希望抛出的异常类型。
• ifPresent(Consumer<? super T>)让你能在变量值存在时执行一个作为参数传入的方法，否则就不进行任何操作

5.以不解包的方式组合两个Optional对象

public Insurance findCheapestInsurance(Person person, Car car) { 
 // 不同的保险公司提供的查询服务
 // 对比所有数据
 return cheapestCompany; 
}

public Optional<Insurance> nullSafeFindCheapestInsurance( 
 Optional<Person> person, Optional<Car> car) { 
 return person.flatMap(p -> car.map(c -> findCheapestInsurance(p, c))); 
}

这段代码中，你对第一个Optional对象调用flatMap方法，如果它是个空值，传递给它的Lambda表达式不会执行，这次调用会直接返回一个空的Optional对象。反之，如果person对象存在，这次调用就会将其作为函数Function的输入，并按照与flatMap方法的约定返回一个Optional<Insurance>对象。这个函数的函数体会对第二个Optional对象执行map操作，如果第二个对象不包含car，函数Function就返回一个空的Optional对象，整个nullSafeFindCheapestInsuranc方法的返回值也是一个空的Optional对象。最后，如果person和car对象都存在，作为参数传递给map方法的Lambda表达式能够使用这两个值安全地调用原始的findCheapestInsurance方法，完成期望的操作。

6.使用 filter 剔除特定的值

Optional<Insurance> optInsurance = ...; 
optInsurance.filter(insurance -> 
 "CambridgeInsurance".equals(insurance.getName())) 
 .ifPresent(x -> System.out.println("ok"));

filter方法接受一个谓词作为参数。如果Optional对象的值存在，并且它符合谓词的条件，
filter方法就返回其值；否则它就返回一个空的Optional对象。
Optional类的方法:

三、使用 Optional 的实战示例

1.基础类型的Optional对象

与 Stream对象一样，Optional也提供了类似的基础类型——OptionalInt、OptionalLong以及OptionalDouble，如果Stream对象包含了大量元素，出于性能的考量，使用基础类型是不错的选择，但对Optional对象而言，这个理由就不成立了，因为Optional对象最多只包含一个值。我们不推荐大家使用基础类型的Optional，因为基础类型的Optional不支持map、flatMap以及filter方法，而这些却是Optional类最有用的方法。