为什么要使用Optional

为什么使用Java Optional

Why use Optional? NullPointerException

有个很有名的说法： Null Pointer References: The Billion Dollar Mistake，这是发明null指针的人提出来的。（https://medium.com/@hinchman_amanda/null-pointer-references-the-billion-dollar-mistake-1e616534d485）

为什么说空指针是十亿美元的错误，其实不光是java,在其他编程语言中，也经常会遇到空指针异常的问题。可以说这是一个编程中出现最频繁的bug，有人说70%以上的异常都是NullPointerException。我们可以看下代码：

String str=new String("hello world");
str.trim();

如果我们只是写个简单的Demo，new一个简单对象，然后调用，当然ok, 不会有任何问题。但是一旦到了真实项目中，就会有很多问题，因为实际编程环境往往复杂得多，代码如下：

String str=getMsgFormDB();
str=str.trim();

// 或者
str=str.replace(getMsgFromWebService());
str=str.trim();

• 问题在哪里，哪一步会抛异常，抛出什么异常(不考虑调用方法抛出异常的情况)？

通常会在str.trim()或str.append(）这一步出现NullPointerException，因为str可能会是一个null值，而调用null对象的方法就是空指针异常了。

那么我们一般是怎么那避免这个问题？如果有过一些实战经验的，不管用什么语言开发我们多少都会在踩坑培养出谨慎态度，哪就是不相信任何被调用的代码(包括自己写的方法)，比如上面代码我们会这样写：

String str=getMsgFormDB();

if(null != str){
  str.trim();
  str=str.replace(getMsgFromWebService());
}

if(null != str){
  str= str.trim();
}

这样写，就保证了程序的健壮性，杜绝了NullPointerException。但是这就带来了一个问题，代码变得非常啰嗦，不可读性，想想看如果我们写一个比较复杂的业务，我们会写一堆非空检查，而且会层层嵌套，如：

if (user != null) {
    Address address = user.getAddress();
    if (address != null) {
        Country country = address.getCountry();
        if (country != null) {
            String isocode = country.getIsocode();
            if (isocode != null) {
                isocode = isocode.toUpperCase();
            }
        }
    }
}

那么有没有办法即保证程序健壮性的同时，又保持代码的优雅和可读性，Optional就是在java 8中提出的解决方案，看如下代码：

String str= Optional.ofNullable(getMsgFormDB())                    //1
                .map(d->d.trim())                                  //2
                .map(d->d.replace(getMsgFromWebService()))         //3
                .map(d->d.trim())                                  //4
                .orElseGet(() -> Strings.EMPTY);                   //5

上面的这一行代码实际上是一个连续的调用链，使用了lambda表达式和Optional多个函数，我们可以把它如下拆开来分析，代码如下：

String str；

//1. 这是用Optional包装了String的可空对象
Optional<String> strOpt= Optional.ofNullable(getMsgFormDB())；  

//2. map函数是将Optional包装的对象转换成其他对象，可以是其他类型对象，这里只是将String转换成不同值String对象，并且map函数是有一个隐含逻辑的，就是只有Optional里面第二次String 不为null时才执行你传入map中的Lambda表达式。
strOpt= strOpt.map(d->d.trim())； 

//3 ...
strOpt= strOpt.map(d->d.replace(getMsgFromWebService()))
//4 ...
strOpt= strOpt.map(d->d.trim())
//5 orElseGet函数的意思是，如果strOpt中String对象为null,则执行传入其中的表达式，这一行是返回了一个空字符串。Optional还有一个类似的orElse()，它和orElseGet区别是，它返回一个Optional包装类型对象
strOpt= strOpt.orElseGet(() -> Strings.EMPTY);

上面的代码和上上面的代码，其整个组成的逻辑就是，用Optional包装从调用getMsgFormDB(）方法返回的对象，如果getMsgFormDB(）返回的对象不为null，将其转换成一个去除空格的String对象，并一次执行第三不，第四步的转换。 如果getMsgFormDB(）返回的对象为null，则不执行2，3，4这几个传入map函数中的表达式，我们且当做未执行2，3，4这三行代码，直接执行了第5行代码。

以上示例展示了如何使用Optional类来组装我们的代码，它可以使我们的代码变成一个链式的，易于阅读的，且一定曾读增强了代码的健壮性。Optional类还有许多其他函数来做一些我们需要的常规操作，如： isPresent()，isPresent()，isPresent()，ifPresent等等，可参考如下教程： https://www.runoob.com/java/java8-optional-class.html

另外有一个实践建议，我不是很清楚它是否完全正确，我们可以权衡一下。

• 我们应该尽量避免在代码中范型型参，方法入参或返回类型类型中使用Optional，如：

// 可以这样用

public void youMethod(){
Any str=Optional.ofNullable(getObjectByOthers()).orElseGet(()-> new Any());

//... doSomething
}

// 不要这样做
public Optional<Any> youMehtod(Optional<Any> arg){

}