深入了解Java 8 新特性：Optional类的实践应用（一）

写在前面

在这篇文章中，我们将深入探讨Java 8引入的Optional类，并展示它在实际应用中的价值和好处。Optional类是一种用于处理可能为空的值的容器类型。通过使用Optional类，我们可以更加优雅地处理可能存在空值的情况，避免了繁琐的空值检查和异常处理。通过阅读本文，您将学会如何正确地处理可能为空的值，避免空指针异常，并提高代码的可靠性和可维护性。无论您是Java初学者还是有经验的开发者，都能从中获得实用的知识和技巧。但是由于本文是妥妥的干货，字数比较多，可能你一时半会不一定能读完并掌握，建议你先收藏起来，防止后面需要找不到，最后还请你赠我一个免费的小红心，以作鼓励吧！

关于Optional类

Java 8中的Optional类是一个容器类，用于解决null值引发的问题，并提供了一种更安全的方式来处理值可能为null的情况。

Optional类的主要目的是为了解决空指针异常（NullPointerException）的问题。在Java中，使用null值是一种常见的做法，但是这可能会导致运行时异常，特别是在进行对象引用的操作时。Optional类提供了一种方式来更明确地处理可能为null的值，从而避免出现NullPointerException。

Optional类提供了一些方法来检查值是否存在以及获取值。例如，isPresent()方法用于检查值是否存在，get()方法用于获取值，orElse()方法用于提供一个默认值，orElseGet()方法用于提供一个生成值的表达式，orElseThrow()方法用于提供一个异常。

使用Optional类可以使得代码更加简洁、安全和易于理解。通过使用Optional类，开发者可以明确地表明值可能为null，并且可以提供适当的处理方式。这有助于减少运行时异常，提高代码的可靠性和可维护性。

作为java8新增特性中一个非常重要的内容，Optional类当然不同凡响，其特点必须是鲜明的，且往下看：

1. 类型安全的容器类：Optional类是一个容器类，可以保存类型化的值。它提供了类型安全的解决方案，以避免使用null值。
2. 减少NullPointerException：使用Optional类可以避免在代码中出现NullPointerException。它提供了一种明确的方式来处理可能为null的值，从而避免了运行时异常。
3. 链式调用：Optional类支持链式调用，可以在一行代码中执行多个操作。这种简洁的语法使得代码更加易读和易于理解。
4. 可选的方法链：Optional类提供了一系列可选的方法，例如isPresent()、get()、orElse()、orElseGet()、orElseThrow()等。这些方法可以根据需要选择使用，以满足不同的场景需求。
5. 函数式编程风格：Optional类是Java 8引入函数式编程风格的体现之一。它提供了流式编程的支持，可以与其他函数式编程风格的方法（如Stream）一起使用，实现更灵活和高效的代码编写。

总之，Java 8的Optional类是一个非常有用的工具，它提供了更安全、更灵活和更简洁的方式来处理可能为null的值。

Optional的核心方法

掌握其核心方法的使用，其实也没有什么窍门，就是逐一击破。下面将逐一给小伙伴一一展示每一个方法的功能作用和使用方法，建议先行关注和收藏，以便后续想用时随时可以找到。

Optional#empty()

Optional.empty()是Optional类的一个静态方法，用于返回一个空的Optional对象。这个方法的主要功能作用是提供一个默认的Optional对象，当需要使用Optional但实际没有值可供包装时，就可以使用Optional.empty()来代替。

使用场景：

1. 当你期望返回一个Optional对象，但实际上没有值可以返回时，可以使用Optional.empty()
2. 在使用Optional对象进行链式调用时，如果某个链式调用的结果为null，可以使用Optional.empty()

使用示例：

@Test
public void test() {
    List list=new ArrayList();
    Optional<String> optional = Optional.of(list).empty();
    if (!optional.isPresent()) {
        System.out.println("Optional is empty");
    } else {
        System.out.println("Optional is not empty, value = " + optional.get());
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个空的Optional对象，并使用isPresent()方法检查它是否包含一个值。由于Optional是空的，所以isPresent()方法返回false，打印出"Optional is empty"。如果我们试图使用get()方法获取值，会抛出NoSuchElementException异常。

Optional#of()和Optional#ofNullable()

Optional#of()和 Optional.ofNullable()是 Java 8 中 Optional 类的一个静态工厂方法，它的功能作用是创建一个包含指定值的 Optional 对象。如果该值不为 null，则返回一个包含该值的 Optional 对象；如果该值为 null，则这里需要特别注意一下：Optional.of()要求接收的参数必须不能为null，否则会抛出空指针异常；而Optional.ofNullable()可以接受一个为null的参数；

使用场景：

• 当需要使用一个可能为 null 的值时，可以使用 Optional#ofNullable() ；
• 在需要返回一个 Optional 对象作为函数或方法的结果时，可以使用 Optional#of() 或ofNullable；
• 在需要使用 Optional 对象进行链式调用时，可以使用 Optional#of() 或ofNullable；

使用示例：

@Test
public void test2() {
    String value = "Hello, world!";
    Optional<String> optional = Optional.of(value);
    // 如果 value 不为 null，则 optional 包含 value 的值
    System.out.println(optional.get());  // 输出 "Hello, world!"
    // 如果 value 为 null，则 optional 为空
    Optional<String> emptyOptional = Optional.ofNullable(null);
    System.out.println(emptyOptional.isPresent());  // 输出 "false"
}

在上面的示例中，我们使用 Optional#of() 方法创建了一个包含字符串值的 Optional 对象。如果该值不为 null，则可以通过调用 get() 方法来获取该值；如果该值为 null，则使用Optional.ofNullable()返回一个空的 Optional 对象。

Optional#get()

Optional#get()是Java 8中Optional类的一个主要方法，用于获取Optional对象中封装的数据值。它的功能作用是当Optional对象中存在有效值时，返回该值；否则，抛出一个NoSuchElementException异常。

使用场景：

1. 当你期望Optional对象中一定存在有效值时，可以使用get()方法直接获取该值。
2. 当你需要从Optional对象中获取一个默认值时，可以使用getOrDefault()方法，它会在Optional对象中不存在有效值时返回一个默认值。
3. 在进行链式调用时，可以使用get()方法来获取上一个Optional对象的结果。

使用示例：

@Test
public void test3() {
    Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
    String value = optional.get(); // 获取Optional对象中的值
    System.out.println(value); // 输出: Hello
}

如果Optional对象中不存在有效值，使用get()方法会抛出NoSuchElementException异常：

@Test
public void test4() {
    Optional<String> optional = Optional.empty();
    String value = optional.get(); // 抛出 NoSuchElementException 异常
}

为了避免异常的发生，可以使用isPresent()方法先检查Optional对象中是否存在有效值：

@Test
public void test5() {
    Optional<String> optional = Optional.empty();
    if (optional.isPresent()) {
        String value = optional.get(); // 获取值或抛出异常
        System.out.println(value);
    } else {
        System.out.println("Value not present");
    }
}

Optional#isPresent()

Optional.isPresent()是Java 8中Optional类的一个方法。它的功能作用是检查Optional对象中是否有值，如果有值则返回true，否则返回false。

使用场景：

1. 当你需要检查一个值是否存在时，可以使用Optional.isPresent()
2. 在函数式编程中，Optional.isPresent()

使用示例：

@Test
public void test6() {
    Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);
    if (optional.isPresent()) {
        System.out.println("Value is present!");
    } else {
        System.out.println("Value is not present.");
    }
}

在这个示例中，我们首先通过Optional.ofNullable()方法创建了一个Optional对象。然后，我们使用isPresent()方法检查值是否存在。如果值存在，我们就打印"Value is present!"，否则打印"Value is not present."。

Optional#isEmpty()

Optional#isEmpty()是Java 8中Optional类的一个方法，用于检查Optional对象是否为空。如果Optional对象中没有包含任何值，即值是null，那么isEmpty()方法将返回true，否则返回false。

功能作用：

1. 检查Optional对象是否为空：使用isEmpty()方法可以判断Optional对象是否不包含任何值，即值是否为null。
2. 提供安全访问：通过检查Optional对象是否为空，可以避免在尝试访问空值时出现NullPointerException。

使用场景：

1. 参数校验：在方法中接收一个Optional参数时，可以使用isEmpty()方法进行参数校验，确保参数非空。
2. 链式调用：在链式调用中，可以使用isEmpty()方法判断链式调用是否已经结束，或者下一个可用的元素是否存在。
3. 异常处理：在处理可能为null的值时，可以使用isEmpty()方法进行异常处理，以避免出现NullPointerException。

使用示例：

@Test
public void test7(){
    Optional<String> optional = Optional.of(new ArrayList<>()).empty();
    if (optional.isEmpty()) {
        System.out.println("Optional对象为空");
    } else {
        System.out.println("Optional对象不为空，值为：" + optional.get());
    }
}

在上面的示例中，我们创建了一个空的Optional对象optional，然后使用isEmpty()方法检查其是否为空。由于optional是一个空的Optional对象，因此isEmpty()方法返回true，输出"Optional对象为空"。

Optional#ifPresent()

Optional#ifPresent()是Java 8中Optional类的一个方法，用于在Optional对象非空时执行指定的操作。

功能作用：

1. 条件判断：ifPresent()方法判断Optional对象是否非空，如果非空则执行指定的操作。
2. 避免NullPointerException：通过ifPresent()方法可以避免在Optional对象为空时执行操作而导致的NullPointerException。
3. 代码简洁性：使用ifPresent()方法可以使代码更加简洁和易读，避免过多的if语句。

使用场景：

1. 条件判断：在需要判断Optional对象是否非空并执行操作的情况下，可以使用ifPresent()方法。例如，在需要读取文件时，可以使用Optional#ifPresent()方法判断文件是否存在并读取文件内容。
2. 链式调用：在链式调用中，可以使用ifPresent()方法判断链式调用是否已经结束，或者下一个可用的元素是否存在。
3. 异常处理：在处理可能为null的值时，可以使用ifPresent()方法进行异常处理，以避免出现NullPointerException。

使用示例：

@Test
public void test8(){
    Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);
    optional.ifPresent(s -> System.out.println("值不为空，值为：" + s));
    Optional<String> optional2 = Optional.ofNullable("hello");
    optional2.ifPresent(s -> System.out.println("值不为空，值为：" + s));
}

在上面的示例中，我们首先使用getNullableString()方法返回一个可能为null的String对象，然后将其封装为一个Optional对象optional。接着，我们使用ifPresent()方法判断optional是否非空，如果非空则打印出字符串的值。

Optional#ifPresentOrElse()

Optional#ifPresentOrElse()是Java 8中Optional类的一个方法，用于在Optional对象非空时执行指定的操作，否则执行另一个指定的操作。它允许在Optional对象存在时进行条件判断和执行相应的操作。

功能作用：

1. 条件判断：ifPresentOrElse()方法接受两个参数，第一个参数是一个Lambda表达式，用于判断Optional对象是否非空；第二个参数也是一个Lambda表达式，用于在Optional对象非空时执行相应的操作。
2. 避免NullPointerException：通过使用ifPresentOrElse()方法，可以在Optional对象非空时执行相应的操作，避免了直接访问空值时可能出现的NullPointerException异常。

使用场景：

1. 条件处理：当需要基于Optional对象是否存在进行条件处理时，可以使用ifPresentOrElse()方法。例如，根据Optional对象是否非空来决定执行哪些操作或者返回默认值。
2. 链式调用：在链式调用中，可以使用ifPresentOrElse()方法进行条件判断和执行相应的操作，以实现更简洁的代码。

使用示例：

@Test
public void test9() {
    Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);
    optional.ifPresentOrElse(
            value -> System.out.println("Optional对象非空，值为：" + value),
            () -> System.out.println("Optional对象为空")
    );
    Optional<String> optional2 = Optional.ofNullable("hello");
    optional2.ifPresentOrElse(
            value -> System.out.println("Optional对象非空，值为：" + value),
            () -> System.out.println("Optional对象为空")
    );
}

在上面的示例中，我们首先获取一个可能为null的字符串，然后将其封装在一个Optional对象中。接下来，我们使用ifPresentOrElse()方法进行条件判断。如果Optional对象非空，就输出该值；否则，输出"Optional对象为空"。由于该示例中的Optional对象是非空的，因此会输出"Optional对象非空，值为："加上该字符串的值。

总结

总之，Optional类提供了一些方法，可以更好地处理可能为null的情况，提供更多的选择和个性化服务，使代码更加简洁、灵活和易读。在使用Optional类时，需要根据具体的需求选择合适的方法。