​JDK1.8 新特性 (八):还在重复写空指针检查代码?赶紧使用 Optional 吧!​

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1、前言

作为一名Java程序员,无论是初入茅庐的菜鸟,还是久经江湖的高手,曾经肯定遭遇过各种各样的异常错误。在国外的一篇文章中,就统计了关于异常类型的排行榜,如下图:



是的,你没有看错,NullPointerException位居榜首。

Null Reference的发明者Charles Antony Richard Hoare说过:

“我称之为我的十亿美元错误。这是1965年发明空引用的结果……这导致了无数的错误,漏洞和系统崩溃,在最近40年中可能造成十亿美元的痛苦和破坏。”
 这看起来有些夸张,但毫无争议的是 NullPointerException 简直就是程序员心中的痛,并不是说它有多难以解决,而是为了解决它我们需要再付出了额外代价。
还记得当初刚入行时候的你,三天两头碰到 NullPointerException 而引发的bug,解决完一个,又在另一个地方遇到。这也慢慢让你懂得,不要相信任何“对象”,特别是别人提供给你的,在使用的地方都加上判断,这样就放心多了。于是代码通常就变成了下面这样:
String name = "Unknown";if (null != people) {  if (null != people.getName()) {      name = people.getName();    }}return name;

这样处理,虽然不用担心 NullPointerException 了,但是过多的判断语句着实让人头皮发麻,代码变得臃肿不堪。如果对象过于复杂,对象里面还有对象等等,你还要继续逐层判断么?
令人兴奋的是,JDK1.8引入了一个新类 java.util.Optional<T> ,凭借Optional类提供的API,我们再也不用担心 NullPointerException 了,更不会再去写那些烦人的判断啦。

2、Optional类

举例来说,使用新类意味着,如果你知道一个人可能有也可能没有车,那么Person类内部的car变量就不应该声明为Car,遭遇某人没有车时把null引用赋值给它,而是应该像下图这样直接将其声明为Optional<Car>类型。

 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。 Optional.empty() 方法是一个静态工厂方法,它返回Optional类的特定单一实例。
Optional ,本质上是一个容器对象,拥有一个非空值或空值,需要我们将对象实例传入该容器中。如果值存在, Optional.isPresent() 方法返回 true ,并通过 Optional.get() 方法获取值。

Optional 的构造方法为 private ,无法直接使用new来创建 Optional 对象,只能使用 Optional 提供的静态方法创建。

Optional提供的创建方法如下:
  • Optional.of(obj) 如果对象为 null,将会抛出 NullPointerException
  • Optional.ofNullable(obj):如果对象为 null,将会创建不包含值的 EMPTY Option al对象实例(new Optional<>())。
  • Optional.empty() :等同于 Optional.ofNullable(null)

其中,源码片段如下:
/** * 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);}
……
/** * Returns an {@code Optional} with the specified present non-null value. * * @param <T> the class of the value * @param value the value to be present, which must be non-null * @return an {@code Optional} with the value present * @throws NullPointerException if value is null */public static <T> Optional<T> of(T value) { return new Optional<>(value);}

/** * Returns an {@code Optional} describing the specified value, if non-null, * otherwise returns an empty {@code Optional}. * * @param <T> the class of the value * @param value the possibly-null value to describe * @return an {@code Optional} with a present value if the specified value * is non-null, otherwise an empty {@code Optional} */public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {    return value == null ? empty() : of(value);}


/** * Common instance for {@code empty()}. */private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
……
/** * Returns an empty {@code Optional} instance. No value is present for this * Optional. * * @apiNote Though it may be tempting to do so, avoid testing if an object * is empty by comparing with {@code ==} against instances returned by * {@code Option.empty()}. There is no guarantee that it is a singleton. * Instead, use {@link #isPresent()}. * * @param <T> Type of the non-existent value * @return an empty {@code Optional} */public static<T> Optional<T> empty() { @SuppressWarnings("unchecked") Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY; return t;}


强烈建议使用 Optional.ofNullable(obj) 方法,来创建 Optional 对象,并获取对应值。

3、Optional的使用

 到目前为止,你已经知道 Optional 的好处了吧,但是,我们该如何使用呢?
使用可接受null的 Optional 对象,即:使用静态工程方法 Optional.ofNullable(obj) ,创建一个可以允许null值的 Optional 对象:

       
       
       
Optional<People> optional = Optional.ofNullable(people);



即使people是null,optional对象也就是个空对象。

如果people不为null,根据Optional.isPresent()方法返回true,并通过Optional.get()方法获取值。


为了避免NPE, Optional.isPresent() 方法已经对null进行了判断,若存在返回true。

       
       
       
People p = null;if (optional.isPresent()) {    p = optional.get();}





看到这里,你可能会发现这与null判断检查并无差异。



后来接触到Optional其他API,我才发现真正体现它价值的是下面这些API。

3.1 Optional.map

从对象中获取某个属性,是最常见的操作。比如,你可能需要从people对象中获取人名。在获取人名之前,你需要检查people对象是否为null,如下所示:
String name = null;if (null != people) {    name = people.getName();}


使用Optional.map方法,可以这么写:

       
       
       
Optional<People> optional = Optional.ofNullable(people);Optional<String> stringOptional = optional.map(People::getName);





3.2 Optional.orElse

当一个对象为 null 时,业务上通常可以设置一个默认值,从而使流程继续下去。

String name = null != people ? people.getName() : "Unknown";

        
        
        
或者抛出一个异常。
if (null != people.getName()) {    throw new RuntimeException();}

Optional 类提供两个方法 orElseorElseThrow ,可以方便完成上面转化。

// 设置默认值String name = optional.orElse(new People("Unknown")).getName();// 抛出异常String name = optional.orElseThrow(RuntimeException::new).getName();

如果 optional 为空,提供默认值或抛出异常。

3.3 Optional.filter

你经常需要调用某个对象的方法,查看它的某些属性。比如,你可能需要检查人名是否为“xcbeyond”。为了以一种安全的方式进行这些操作,你首先需要判断people对象是否为null,再调用它的方法getName,如下所示:
       
       
       
if (null != people && "xcbeyond".equals(people.getName())) {  System.out.println("ok");}






使用Optional类提供的方法filter,可以很好的重构:

       
       
       
optional.filter(people1 -> "xcbeyond".equals(people.getName()))    .ifPresent(x -> System.out.print("ok"));





4、Optional重构代码

让我们一起再看看文章开头的代码:

       
       
       
String name = "Unknown";if (null != people) {  if (null != people.getName()) {      name = people.getName();    }}return name;










在知道了Optional之后,进行代码重构:

Optional<People> optional = Optional.ofNullable(people);return optional.map(People::getName).orElse("Unknown");
结合Optional、Lambda表达式,可以明显看到重构之后,使得代码更加流畅连贯,并且提高代码整体可读性。



参考文章:

  • 1.https://dzone.com/articles/the-top-10-exception-types-in-production-java-appl

  • 2.《Java 8实战》



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