Optional類是JAVA 8新增的一個類，用以解決程序中常見的NullPointerException異常問題。本篇文章將詳細介紹Optional類，以及如何用它消除代碼中的null檢查。
避免使用null檢查
作為Java開發人員，幾乎所有人都遇到過NullPointerException異常，大多數人遇到NullPointerException異常時都會在異常出現的地方加上if代碼塊來判斷值不為空，比如下面的代碼：
public void bindUserToRole(User user) {
if (user != null) {
String roleId = user.getRoleId();
if (roleId != null) {
Role role = roleDao.findOne(roleId);
if (role != null) {
role.setUserId(user.getUserId());
roleDao.save(role);
}
}
}
}
這是比較普遍的做法，為了避免出現NullPointerException異常，手動對可能為null值進行了處理，不過代碼看起來非常糟糕，業務邏輯被淹沒在if邏輯判斷中，也許下面的代碼看起來可讀性稍好一些：
public String bindUserToRole(User user) {
if (user == null) {
return;
}
String roleId = user.getRoleId();
if (roleId == null) {
return;
}
Role = roleDao.findOne(roleId);
if (role != null) {
role.setUserId(user.getUserId());
roleDao.save(role);
}
}
上面的代碼避免了深層的if語句嵌套，但本質上是一樣的，方法內有三個不同的返回點，出錯后調試也不容易，因為你不知道是那個值導致了NullPointerException異常。
基于上面的原因，Java 8中引入了一個新的類Optional，用以避免使用null值引發的種種問題。擴展：如何更優雅的處理空值？
Optional類
java.util.Optional<T>類是一個封裝了Optional值的容器對象，Optional值可以為null，如果值存在，調用isPresent()方法返回true，調用get()方法可以獲取值。
創建Optional對象
Optional類提供類三個方法用于實例化一個Optional對象，它們分別為empty()、of()、ofNullable()，這三個方法都是靜態方法，可以直接調用。
empty()方法用于創建一個沒有值的Optional對象：
Optional<String> emptyOpt = Optional.empty();
empty()方法創建的對象沒有值，如果對emptyOpt變量調用isPresent()方法會返回false，調用get()方法拋出NullPointerException異常。
of()方法使用一個非空的值創建Optional對象：
String str = "Hello World";
Optional<String> notNullOpt = Optional.of(str);
ofNullable()方法接收一個可以為null的值：
Optional<String> nullableOpt = Optional.ofNullable(str);
如果str的值為null，得到的nullableOpt是一個沒有值的Optional對象。
提取Optional對象中的值
如果我們要獲取User對象中的roleId屬性值，常見的方式是直接獲取：
String roleId = null;
if (user != null) {
roleId = user.getRoleId();
}
使用Optional中提供的map()方法可以以更簡單的方式實現：
Optional<User> userOpt = Optional.ofNullable(user);
Optional<String> roleIdOpt = userOpt.map(User::getRoleId);
使用orElse()方法獲取值
Optional類還包含其他方法用于獲取值，這些方法分別為：
- orElse()：如果有值就返回，否則返回一個給定的值作為默認值；
- orElseGet()：與orElse()方法作用類似，區別在于生成默認值的方式不同。該方法接受一個Supplier<? extends T>函數式接口參數，用于生成默認值；
- orElseThrow()：與前面介紹的get()方法類似，當值為null時調用這兩個方法都會拋出NullPointerException異常，區別在于該方法可以指定拋出的異常類型。
下面來看看這三個方法的具體用法：
String str = "Hello World";
Optional<String> strOpt = Optional.of(str);
String orElseResult = strOpt.orElse("Hello Shanghai");
String orElseGet = strOpt.orElseGet(() -> "Hello Shanghai");
String orElseThrow = strOpt.orElseThrow(
() -> new IllegalArgumentException("Argument 'str' cannot be null or blank."));
此外，Optional類還提供了一個ifPresent()方法，該方法接收一個Consumer<? super T>函數式接口，一般用于將信息打印到控制臺：
Optional<String> strOpt = Optional.of("Hello World");
strOpt.ifPresent(System.out::println);
使用filter()方法過濾
filter()方法可用于判斷Optional對象是否滿足給定條件，一般用于條件過濾：
Optional<String> optional = Optional.of("[email protected]");
optional = optional.filter(str -> str.contains("164"));
在上面的代碼中，如果filter()方法中的Lambda表達式成立，filter()方法會返回當前Optional對象值，否則，返回一個值為空的Optional對象。Java知音公眾號內回復“后端面試”，送你一份Java面試題寶典。
如何正確使用Optional
通過上面的例子可以看出，Optional類可以優雅的避免NullPointerException帶來的各種問題，不過，你是否真正掌握了Optional的用法？
假設你試圖使用Optional來避免可能出現的NullPointerException異常，編寫了如下代碼：
Optional<User> userOpt = Optional.ofNullable(user);
if (userOpt.isPresent()) {
User user = userOpt.get();
// do something...
} else {
// do something...
}
坦白說，上面的代碼與我們之前的使用if語句判斷空值沒有任何區別，沒有起到Optional的正真作用：
if (user != null) {
// do something...
} else {
// do something...
}
當我們從之前版本切換到Java 8的時候，不應該還按照之前的思維方式處理null值，Java 8提倡函數式編程，新增的許多API都可以用函數式編程表示，Optional類也是其中之一。這里有幾條關于Optional使用的建議：
- 盡量避免在程序中直接調用Optional對象的get()和isPresent()方法；
- 避免使用Optional類型聲明實體類的屬性；
第一條建議中直接調用get()方法是很危險的做法，如果Optional的值為空，那么毫無疑問會拋出NullPointerException異常，而為了調用get()方法而使用isPresent()方法作為空值檢查，這種做法與傳統的用if語句塊做空值檢查沒有任何區別。
第二條建議避免使用Optional作為實體類的屬性，它在設計的時候就沒有考慮過用來作為類的屬性，如果你查看Optional的源代碼，你會發現它沒有實現java.io.Serializable接口，這在某些情況下是很重要的（比如你的項目中使用了某些序列化框架），使用了Optional作為實體類的屬性，意味著他們不能被序列化。
下面我們通過一些例子講解Optional的正確用法：
正確創建Optional對象
上面提到創建Optional對象有三個方法，empty()方法比較簡單，沒什么特別要說明的。主要是of()和ofNullable()方法。當你很確定一個對象不可能為null的時候，應該使用of()方法，否則，盡可能使用ofNullable()方法，比如：
public static void method(Role role) {
// 當Optional的值通過常量獲得或者通過關鍵字new初始化，可以直接使用of()方法
Optional<String> strOpt = Optional.of("Hello World");
Optional<User> userOpt = Optional.of(new User());
// 方法參數中role值不確定是否為null，使用ofNullable()方法創建
Optional<Role> roleOpt = Optional.ofNullable(role);
}
orElse()方法的使用
return str != null ? str : "Hello World"
上面的代碼表示判斷字符串str是否為空，不為空就返回，否則，返回一個常量。使用Optional類可以表示為：
return strOpt.orElse("Hello World")
簡化if-else
User user = ...
if (user != null) {
String userName = user.getUserName();
if (userName != null) {
return userName.toUpperCase();
} else {
return null;
}
} else {
return null;
}
上面的代碼可以簡化成：
User user = ...
Optional<User> userOpt = Optional.ofNullable(user);
return userOpt.map(User::getUserName)
.map(String::toUpperCase)
.orElse(null);
總結一下，新的Optional類讓我們可以以函數式編程的方式處理null值，拋棄了Java 8之前需要嵌套大量if-else代碼塊，使代碼可讀性有了很大的提高。
