java8-Optional的使用

1.Optional介绍

Optional<T>是在java.util包下的一个用于代替null的一个工具类，其在java1.8中的介绍为：

2. Optional的构造方法

JDK 提供三个静态方法来构造一个Optional：

2.1 Optional.of(T value)，该方法通过一个非 null 的 value 来构造一个 Optional，返回的 Optional 包含了 value 这个值。对于该方法，传入的参数一定不能为 null，否则便会抛出 NullPointerException。

2.2 Optional.ofNullable(T value)，该方法和 of 方法的区别在于，传入的参数可以为 null , 但是前面 javadoc 不是说 Optional 只能包含非 null 值吗？原来该方法会判断传入的参数是否为 null，如果为 null 的话，返回的就是 Optional.empty()。

2.3 Optional.empty()，该方法用来构造一个空的 Optional，即该 Optional 中不包含值,其实底层实现还是 如果 Optional 中的 value 为 null 则该 Optional 为不包含值的状态，然后在 API 层面将 Optional 表现的不能包含 null 值，使得 Optional 只存在 包含值 和 不包含值 两种状态。

3. Optional的相关方法介绍

3.1 ifPresent

如果 Optional 中有值，则对该值调用 consumer.accept，否则什么也不做。
所以对于上面的例子，我们可以修改为：

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

3.1 orElse

如果 Optional 中有值则将其返回，否则返回 orElse 方法传入的参数。

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

3.3 orElseGet

orElseGet 与 orElse 方法的区别在于，orElseGet 方法传入的参数为一个 Supplier 接口的实现 —— 当 Optional 中有值的时候，返回值；当 Optional 中没有值的时候，返回从该 Supplier 获得的值。

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

3.4 orElseThrow

orElseThrow 与 orElse 方法的区别在于，orElseThrow 方法当 Optional 中有值的时候，返回值；没有值的时候会抛出异常，抛出的异常由传入的 exceptionSupplier 提供。

User user = Optional
        .ofNullable(getUserById(id))
        .orElseThrow(() -> new EntityNotFoundException("id 为 " + id + " 的用户没有找到"));

举一个 orElseThrow 的用途：在 SpringMVC 的控制器中，我们可以配置统一处理各种异常。查询某个实体时，如果数据库中有对应的记录便返回该记录，否则就可以抛出 EntityNotFoundException ，处理 EntityNotFoundException 的方法中我们就给客户端返回Http 状态码 404 和异常对应的信息 —— orElseThrow 完美的适用于这种场景。

@RequestMapping("/{id}")
public User getUser(@PathVariable Integer id) {
    Optional<User> user = userService.getUserById(id);
    return user.orElseThrow(() -> new EntityNotFoundException("id 为 " + id + " 的用户不存在"));
}

@ExceptionHandler(EntityNotFoundException.class)
public ResponseEntity<String> handleException(EntityNotFoundException ex) {
    return new ResponseEntity<>(ex.getMessage(), HttpStatus.NOT_FOUND);
}

3.5 map

如果当前 Optional 为 Optional.empty，则依旧返回 Optional.empty；否则返回一个新的 Optional，该 Optional 包含的是：函数 mapper 在以 value 作为输入时的输出值。

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

而且我们可以多次使用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"));

3.6 flatMap

flatMap 方法与 map 方法的区别在于，map 方法参数中的函数 mapper 输出的是值，然后 map 方法会使用 Optional.ofNullable 将其包装为 Optional；而 flatMap 要求参数中的函数 mapper 输出的就是 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"));

3.7 filter

filter 方法接受一个 Predicate 来对 Optional 中包含的值进行过滤，如果包含的值满足条件，那么还是返回这个 Optional；否则返回 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"));

有了 Optional，我们便可以方便且优雅的在自己的代码中处理 null 值，而不再需要一昧通过容易忘记和麻烦的 if (object != null) 来判断值不为 null。如果你的程序还在使用 Java8 之前的 JDK，可以考虑引入 Google 的 Guava 库 —— 事实上，早在 Java6 的年代，Guava 就提供了 Optional 的实现。

4. Java9 对Optional的增强

即将在今年 7 月到来的 JDK9 中，在 Optional 类中添加了三个新的方法：

4.1 or方法
or 方法的作用是，如果一个 Optional 包含值，则返回自己；否则返回由参数 supplier 获得的 Optional

4.2 ifPresentOrElse
ifPresentOrElse 方法的用途是，如果一个 Optional 包含值，则对其包含的值调用函数 action，即 action.accept(value)，这与 ifPresent 一致；与 ifPresent 方法的区别在于，ifPresentOrElse 还有第二个参数 emptyAction —— 如果 Optional 不包含值，那么 ifPresentOrElse 便会调用 emptyAction，即 emptyAction.run()

4.3 stream
stream 方法的作用就是将 Optional 转为一个 Stream，如果该 Optional 中包含值，那么就返回包含这个值的 Stream；否则返回一个空的 Stream（Stream.empty()）。
举个例子，在 Java8，我们会写下面的代码：

// 此处 getUserById 返回的是 Optional<User>
public List<User> getUsers(Collection<Integer> userIds) {
       return userIds.stream()
            .map(this::getUserById)     // 获得 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()，我们就可以将其简化为

public List<User> getUsers(Collection<Integer> userIds) {
    return userIds.stream()
            .map(this::getUserById)    // 获得 Stream<Optional<User>>
            .flatMap(Optional::stream) // Stream 的 flatMap 方法将多个流合成一个流
            .collect(Collectors.toList());
}

参考自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/40966718