使用Java中的Optional

NullPointerException是非常常见的异常。由于它，程序往往需要大量使用if-else代码块来处理空值，这使得代码看起来不简洁优雅，且不方便自己和他人阅读。本文介绍如何用Optional类来处理null值问题。

Optional类

先来看一段代码：

1	String isocode = user.getAddress().getCountry().getIsocode().toUpperCase();

这段代码在任何一个方法调用时，都有可能抛出NullPointerException。
而通常我们的处理方式是不断地利用if代码块来确保上一步的值不为空并执行下一步代码。

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();
            }
        }
    }
}

嗯，一股切割器cutter的味道。

Optional类是Java8为了解决null值判断问题，借鉴google guava类库的Optional类而引入的一个同名Optional类，使用Optional类可以避免显式的null值判断（null的防御性检查），避免null导致的NPE（NullPointerException）。

如何创建Optional实例

Optional类没有公共构造函数。 但是确提供了三个静态方法在不同情形下根据需求创建Optional实例。

`Optional.of()`

这个方法要求你传入一个不为空的值（不一定是引用类型，也可以是原始类型），
所以下面这种写法还是会抛出一个NullPointerException异常：

1	Optional.of(null);

可见Optional并不能完全避免NullPointerException，关键在于你是否正确以及规范地使用它。
但大多数情况下，我们使用Optional正是由于无法确定值是否为空。在这种情况下，我们使用下面这个方法。

`Optional.ofNullable()`

这个方法允许你传入空值或者非空值。

`Optional.empty()`

这个方法会返回一个包装空值的Optional实例。也许你会觉得它会有点鸡肋（我一开始也是这么认为的）。
考虑以下代码：

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3

int dividend = 10, divisor = 0;
int result = dividend / divisor;
Optional<Integer> o = Optional.of(result);

显然它会在运行期抛出ArithmeticException异常，这使得后续对于o的可能存在的操作因异常而终止。

改写如下：

int dividend = 10, divisor = 0;
Optional<Integer> o;
try {    
    int result = dividend / divisor;    
    o = Optional.of(result);
} catch (ArithmeticException e) {  
    o = Optional.empty();
}

访问Optional实例的值

`get()`

它的源码：

public T get() {    
    if (value == null) {
        throw new NoSuchElementException("No value present");    
    }    
   return value;
}

当Optional实例包装的是一个空值时，它会抛出NoSuchElementException。

所以在调用get()方法前我们还是需要判断Optional是否包装空值。
使用ifPresent()方法来判断其包装的是否是空值：

public static String getGender(Student student) {
    Optional<Student> stuOpt =  Optional.ofNullable(student);
     if(stuOpt.isPresent()) {
            return stuOpt.get().getGender();
     }
       
     return "Unkown";
 }

而这其实是一种很糟糕的写法，因为这种用法不但没有减少null的防御性检查，而且增加了Optional包装的过程，违背了Optional设计的初衷，因此开发中要避免这种糟糕的使用。 下文会介绍相对更好的写法。

获取默认值

Optional提供了两种方法来返回默认值。

`orElse()`

orElse()会在Optional有值时返回它的值，否则就会返回传入的默认值。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getGender(null));    
    }    
    
    public static String getGender(Student student) {
        Student stuOpt = Optional.ofNullable(student).orElse(new Student();        
        return stuOpt.getGender();    
    }
}

`orElseGet()`

orElseGet()则稍有不同，它会在Optional有值时返回其值，否则就会执行作为参数传入的Supplier实例的get()方法，并返回其执行结果。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getGender(null));    
    }    
    
    public static String getGender(Student student) {
        Student stuOpt = Optional.ofNullable(student).orElseGet(Student::new);      
        return stuOpt.getGender();    
    }
}

两者的不同之处

orElse()是EAGER的，也就是说无论Optional的值是否为空，它都会执行。
orElseGet()是LAZY的，只有当Optional的值为空时，才会执行。

由于由以上差异，我们要根据业务场景谨慎选择，尤其是涉及服务调用或数据查询等耗时操作时。