Java 8新特性Optional深度解析

发表于:2019-2-21 09:55

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 作者:Owen_Jia    来源:开源中国

  最近脑袋发热追着java8源码看的很起劲,还有了执念,罪过。
  本文以jdk1.8.0_111源码为例
  public final class Optional<T> {}
  Optional是一个为了解决NullPointerException设计而生可以包含对象也可以包含空的容器对象。封装了很多对空处理的方法也增加了filter、map这样的检索利器,其中函数式编程会有种炫酷到爆的感觉。
  基础测试用例对象:
   public class Java8OptionalTest {
  List<String> stringList = null;
  ICar car = new WeiLaiCar();
  }
  public class WeiLaiCar implements ICar {
  Integer wheels = new Integer(4);
  }
  Api中提供的4种optional
  最核心的当属Optional对象,泛型的引入支持了所有对象类型,又增加对常用场景下的double\int\long进行扩展。重点介绍一下Optional对象的方法其他三个类似。
  public final class Optional {
  public final class OptionalDouble {
  public final class OptionalInt {
  public final class OptionalLong {
  @FunctionalInterface
  Predicate\Consumer\Supplier三个接口都是函数式接口
  静态方法of
   private Optional() {
  this.value = null;
  }
  构造方法被private,不能new但提供了of这样的静态方法去初始化类;
   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);
  }
  public static<T> Optional<T> empty() {
  @SuppressWarnings("unchecked")
  Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
  return t;
  }
  1、empty支持你去创建一个空的optional类,这样的类直接get()会报错:java.util.NoSuchElementException: No value present
  2、of(x)传入的对象不能为null,而ofNullable(x)是支持传入null的对象,一般用这两个比较多。
  present 方法
  isPresent是用来判断optional中对象是否为null,ifPresent的参数是当对象不为null时执行的lamdba表达式。
   public boolean isPresent() {
  return value != null;
  }
  public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
  if (value != null)
  consumer.accept(value);
  }
  示例详解介绍了ifPresent特性:
   Java8OptionalTest test = new Java8OptionalTest();
  Optional<Java8OptionalTest> optional = Optional.of(test);
  pringTest(optional.isPresent());
  //true
  optional.ifPresent( a -> pringTest(a.getCar().getClass().getName()));
  //com.ts.util.optional.WeiLaiCar
  optional.ifPresent( a -> Optional.ofNullable(a.getStringList()).ifPresent(b -> pringTest("StringList:" + (b == null))));
  //第一级的ifPresent是存在test对象,所以执行了lambda表达式,而第二级的ifPresent的stringList是null,所以没有执行表达式
  optional.ifPresent( a -> Optional.ofNullable(a.getCar()).ifPresent(b -> pringTest("car:" + (b == null))));
  //car:false
  //第二级ifPresent的car对象是存在的,所以第二级的表达式执行了
  map 方法
  源码提供了两种map和flatMap。
  map方法的参数是个当包含的对象不为null时才执行的lambda表达式,返回该表达式执行结果的封装optional对象,同理支持链式调用,逐层深入和递归递进很像;
  flatMap区别在于lambda表达式的返回结果必须主动包裹Optinoal,否则报错
  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));
  }
  }
  测试示例:
   Java8OptionalTest test = new Java8OptionalTest();
  Optional<Java8OptionalTest> optional = Optional.of(test);
  Optional opt1 = optional.map( a -> a.getCar());
  pringTest(opt1.get());
  //com.ts.util.optional.WeiLaiCar@5d6f64b1
  int wheel = 0;//传统null判断写法
  if(test != null){
  if(test.getCar() != null){//实际业务里面层级也许会超过3层
  wheel = test.getCar().getWheelCount();
  }
  }
  pringTest("传统:"+wheel);
  //传统:4
  Optional opt2 = optional.map( a -> a.getCar()).map(b -> b.getWheelCount());//Optional支持下的写法
  pringTest("optinal:"+opt2.get());
  //optinal:4
  Optional opt3 = optional.map( a -> a.getStringList()).map(b -> b.size());
  pringTest(opt3);
  //Optional.empty
  Optional opt4 = optional.flatMap(a -> Optional.of(a.getCar()));//主动包裹Optional对象
  pringTest(opt4);
  //Optional[com.ts.util.optional.WeiLaiCar@5d6f64b1]
  Optional opt5 = optional.flatMap(a -> Optional.of(a.getCar())).flatMap(b -> Optional.ofNullable(b.getWheelCount()));
  pringTest(opt5);
  //Optional[4]
  filter 方法
  源码如下:
   public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
  Objects.requireNonNull(predicate);
  if (!isPresent())
  return this;
  else
  return predicate.test(value) ? this : empty();
  }
  filter方法传入一个断言语句条件的lambda表达式,返回一个原对象的optional包装,所以支持链式调用;只要记住这三点你便掌握如何使用了。
  看下面的例子:
   Java8OptionalTest test = new Java8OptionalTest();
  Optional<Java8OptionalTest> optional = Optional.of(test);
  Optional result = optional.filter( a -> a.getCar() != null).filter( b -> b.getClass().getName() != null);
  pringTest(result.isPresent()? result.get().getClass().getName(): result.isPresent());
  //com.ts.util.Java8OptionalTest
  Optional result1 = optional.filter( a -> a.getStringList() != null);
  pringTest(result1.get());
  //java.util.NoSuchElementException: No value present
  orElse 方法
  Api提供了三个方法。
  orElse 当optional内对象为null就返回这个参数,比较像很多默认值设置;
  orElseGet 基本同orElse,区别是传入参数支持lambda表达式,返回的就是表达式执行结果;
  orElseThrow 也是传入lambda表达式,但是表达式是抛出异常
   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();
  }
  }
  测试用例如下:
   Java8OptionalTest one = null;
  Java8OptionalTest test = new Java8OptionalTest();
  Optional<Java8OptionalTest> optional = Optional.ofNullable(one);
  pringTest(optional);
  //Optional.empty
  pringTest(optional.orElse(test));
  //com.ts.util.Java8OptionalTest@5197848c
  pringTest(optional.orElseGet(() -> new Java8OptionalTest()));
  //com.ts.util.Java8OptionalTest@5d6f64b1
  pringTest(optional.orElseThrow(() -> new RuntimeException("orElseThrow")));
  //java.lang.RuntimeException: orElseThrow
  总结
  官方推出Optional绝不会就是替大家判断一下null,filter\map\orElse这三种使用场景是比较容易想到的,很多业务场景需要慢慢摸索使用。多函数式的用法需要好好掌握,技术发展是非常快速的。

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