Optional源码解析与实践
1 导读
NullPointerException在开发过程中经常遇到,稍有不慎小BUG就出现了,如果避免这个问题呢,Optional就是专门解决这个问题的类,那么Optional如何使用呢?让我们一起探索一下吧!
2 源码解析
2.1 Optional定义
Optional类是Java8为了解决null值判断问题而创建的容器类,在java.util 下,使用Optional类可以避免显式的null值判断,避免null导致的NullPointerException。首先,Optional是一个容器,它可以保存类型T的值,也可以为null的容器对象。Optional容器只能存一个值。
2.2 Optional的属性
1)源码:
/*** Common instance for {@code empty()}.*/private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();/*** If non-null, the value; if null, indicates no value is present*/private final T value;
根据源码可以看到Optional有两个属性,一个是为空值准备的EMPTY和泛型值value;
2.3 Optional的方法
Optional除toString()、hashCode() 、equals()等Object的方法外,还包含以下方法。
2.3.1 私有构造方法
/*** Constructs an empty instance.** @implNote Generally only one empty instance, {@link Optional#EMPTY},* should exist per VM.*/private Optional() {this.value = null;}/*** Constructs an instance with the value present.** @param value the non-null value to be present* @throws NullPointerException if value is null*/private Optional(T value) {this.value = Objects.requireNonNull(value);}
分别是创建一个空实例和构造一个具有当前值的实例。
2.3.2 创建方法
1)源码
public static<T> Optional<T> empty() {@SuppressWarnings("unchecked")Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;return t;}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);}
2)方法说明
- empty(): 创建一个空的 Optional 实例
- of(T t) : 创建一个 Optional 实例,当 t为null时抛出异常
- ofNullable(T t): 创建一个 Optional 实例,但当 t为null时不会抛出异常,而是返回一个空的实例
3)测试代码
public static void main(String[] args) {Integer value1 = null;Integer value2 = 1;try {Optional<Integer> optional1 = Optional.empty();System.out.println("optional1创建了");}catch (Exception e){System.out.println("optional1失败了");}try {Optional<Integer> optional2 = Optional.of(value1);System.out.println("optional2创建了");}catch (Exception e){System.out.println("optional2失败了");}try {Optional<Integer> optional3 = Optional.ofNullable(value1);System.out.println("optional3创建了");}catch (Exception e){System.out.println("optional3失败了");}try {Optional<Integer> optional4 = Optional.of(value2);System.out.println("optional4创建了");}catch (Exception e){System.out.println("optional4失败了");}try {Optional<Integer> optional5 = Optional.ofNullable(value2);System.out.println("optional5创建了");}catch (Exception e){System.out.println("optional5失败了");}}
4)运行结果

2.3.3 值获取方法
1)源码
public T get() {if (value == null) {throw new NoSuchElementException("No value present");}return value;}
2)方法说明
get(): 如果Optional不为空,则返回该Optional容器中的值,否则抛出NoSuchElementExceptio 。
3)测试代码
public static void main(String[] args) {Integer value1 = null;Integer value2 = 1;Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(value1);Optional<Integer> optional2 = Optional.of(value2);try {Integer result=optional1.get();System.out.println("optional1的值是:"+result);}catch (Exception e){System.out.println("optional1的值获取失败,原因:"+e.getMessage());}try {Integer result=optional2.get();System.out.println("optional2的值是:"+result);}catch (Exception e){System.out.println("optional2的值获取失败,原因:"+e.getMessage());}}
4)运行结果

2.3.4 判断方法
1)源码
public boolean isPresent() {return value != null;}public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {if (value != null)consumer.accept(value);}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();}}
2)方法说明
- isPresent(): 判断optional是否为空,如果空则返回false,否则返回true
- ifPresent(Consumer c): 如果optional不为空,则将optional中的对象传给Comsumer函数
- orElse(T other): 如果optional不为空,则返回optional中的对象;如果为null,则返回 other 这个对象。
- orElseGet(Supplier other): 如果optional不为空,则返回optional中的对象;如果为null,否则调用其他函数并返回调用的结果
- orElseThrow(Supplier exception): 如果optional不为空,则返回optional中的对象;如果为null,则抛出Supplier函数生成的异常
3)测试代码
public static void main(String[] args) {Integer value1 = null;Integer value2 = 1;Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(value1);Optional<Integer> optional2 = Optional.of(value2);try {if(optional1.isPresent()){System.out.println("optional1的isPresent结果不为空");}else{System.out.println("optional1的isPresent结果为空");}}catch (Exception e){System.out.println("optional1的isPresent判空失败,原因:"+e.getMessage());}try {if(optional2.isPresent()){System.out.println("optional2的isPresent结果不为空");}else{System.out.println("optional2的isPresent结果为空");}}catch (Exception e){System.out.println("optional2的isPresent判空失败,原因:"+e.getMessage());}optional1.ifPresent(t->{int i =t+1;System.out.println("optional1处理后的值是"+i);});optional2.ifPresent(t->{int i =t+1;System.out.println("optional2处理后的值是"+i);});Integer value3 = 2;Integer result = optional1.orElse(value3);System.out.println("optional1执行orElse处理后的值是"+result);result = optional2.orElse(value3);System.out.println("optional2执行orElse处理后的值是"+result);result = optional1.orElseGet(()-> new Integer(-1));System.out.println("optional1执行orElseGet处理后的值是"+result);result = optional2.orElseGet(()-> new Integer(-1));System.out.println("optional2执行orElseGet处理后的值是"+result);try {result = optional1.orElseThrow (()-> new RuntimeException("值是空的"));System.out.println("optional1执行orElseThrow处理后的值是"+result);}catch (Exception e){System.out.println("optional1的orElseThrow抛出异常:"+e.getMessage());}try {result = optional2.orElseThrow (()-> new RuntimeException("值是空的"));System.out.println("optional2执行orElseThrow处理后的值是"+result);}catch (Exception e){System.out.println("optional2的orElseThrow抛出异常:"+e.getMessage());
4)运行结果

2.3.5 过滤方法
1)源码
public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {Objects.requireNonNull(predicate);if (!isPresent())return this;elsereturn predicate.test(value) ? this : empty();}
2)方法说明
filter(Predicate p): 如果optional不为空,则执行Predicate p,如果p的结果为true,则返回原本的optional,否则返回空的optional
3)测试代码
public static void main(String[] args) {Integer value1 = 5;Integer value2 = 6;Optional<Integer> optional1 = Optional.ofNullable(value1);Optional<Integer> optional2 = Optional.of(value2);Optional<Integer> result =optional1.filter(t->t > 5);System.out.println("optional1的filter后的值:"+result);result =optional2.filter(t->t > 5);System.out.println("optional2的filter后的值:"+result);
4)运行结果

2.3.6 映射方法
1)源码
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));}}
2)方法说明
- map(Function<t, u=""> mapper): 如果存在一个值,则对其应用提供的映射函数,如果结果非空,则返回描述结果的Optional。 否则返回一个空的Optional。
- flatMap(Function< T,Optional> mapper): 如果有值,则对其应用提供的可选映射函数,返回结果,否则返回空的可选函数。 这个方法类似于map(Function),但是提供的映射器的结果已经是一个可选的,如果调用,flatMap不会用额外的可选的包装它。
- 区别:map会自动将u放到optional中,而flatMap则需要手动给u创建一个optional
3)测试代码
public static void main(String[] args) {User user1 = null;User user2 = new User("user2名字",19);Optional<User> optional1 = Optional.ofNullable(user1);Optional<User> optional2 = Optional.of(user2);System.out.println("=========map==========");System.out.println("optional1的map前的值:"+optional1);Optional<String> result =optional1.map(t->t.getName());System.out.println("optional1的map后的值:"+result);System.out.println("optional2的map前的值:"+optional2);result =optional2.map(t->t.getName());System.out.println("optional2的map后的值:"+result);System.out.println("===========flatMap========");System.out.println("optional1的flatMap前的值:"+optional1);Optional<Integer> result2 =optional1.flatMap(t->Optional.ofNullable(t.getAge()));System.out.println("optional1的flatMap后的值:"+result2);System.out.println("optional2的flatMap前的值:"+optional2);result2 =optional2.flatMap(t->Optional.ofNullable(t.getAge()));System.out.println("optional2的flatMap后的值:"+result2);}public class User {String name;Integer age;public User(String name,Integer age){this.name = name;this.age=age;}public String getName() {return name;}public Integer getAge() {return age;
4)运行结果

3 应用实例
3.1 错误用法
- 由于Optional并没有实现Serializable接口,所以不能作为类的属性。
- 不要把Optional作为方法的参数。
- 把if(x!=null)直接换成Optional.ofNullable(x).isPresent(),这样有过度编码的嫌疑。
- 直接使用Optional.get()的返回值进行操作,String result =Optional.ofNullable(null).get().toString();这样还是会抛出异常的。
3.2 建议用法
A类有属性B类,B类有属性C类,C类有name这个字段。
使用Optional之前:
if(atest!=null){Btest btest =atest.getBtest();if(btest!=null){Ctest ctest = btest.getCtest();if (ctest != null) {name =ctest.getName();}}}
使用Optional之后:
name = Optional.ofNullable(atest).map(t->t.getBtest()).map(t->t.getCtest()).map(t->t.getName()).orElse("默认值");
代码是不是看上去更整洁了呢?
4 总结
通过对Optional源码解析和用例测试代码的运行结果,可以看出使用Optional可以优化null值判断代码,让代码变得更加优雅和整洁。
自猿其说Tech-JDL京东物流技术与数据智能部
作者:陈昌浩
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