关于java:基于JDK18版本Optional解决null指针报错情况

1. 前提

咱们在代码的开发过程中，经常会return null;或者如此为null的场景。
  public String test(String str){
    if (Objects.equals(str.toUpperCase(),"TEST")){
        return str;
    }
    return null;
  }
  这种时候只有入参为空，就会抛出空指针异样。然而理论场景这是可容错的状况。不至于造成程序报错。
  所以这时候就能够应用Optional来解决这个问题。
  public String test(String str){
    str = Optional.ofNullable(str).orElseGet("GG");// todo 如果str有值则返回原来的值，否则返回自定义的值
    if (Objects.equals(str.toUpperCase(),"TEST")){
        return str;
    }
    return null;
  }
  

2、Optional办法阐明
1，创立 Optional 实例

    重申一下，这个类型的对象可能蕴含值，也可能为空。你能够应用同名办法创立一个空的 Optional。

    Optional<User> emptyOpt = Optional.empty();
    emptyOpt.get();
    毫不奇怪，尝试拜访 emptyOpt 变量的值会导致 NoSuchElementException。

    你能够应用 of() 和 ofNullable() 办法创立蕴含值的 Optional。两个办法的不同之处在于如果你把 null 值作为参数传递进去，of() 办法会抛出 NullPointerException：

    Optional<User> opt = Optional.of(user);
    因而，你应该明确对象不为 null 的时候应用 of()。

    如果对象即可能是 null 也可能是非 null，你就应该应用 ofNullable() 办法：

    Optional<User> opt = Optional.ofNullable(user);

2，拜访 Optional 对象的值

    从 Optional 实例中取回理论值对象的办法之一是应用 get() 办法：

    String name = "John";
    Optional<String> opt = Optional.ofNullable(name);

    assertEquals("John", opt.get());
    不过，你看到了，这个办法会在值为 null的时候抛出异样。要防止异样，你能够抉择首先验证是否有值：

    User user = new User("john@gmail.com", "1234");
    Optional<User> opt = Optional.ofNullable(user);
    assertTrue(opt.isPresent());

    assertEquals(user.getEmail(), opt.get().getEmail());
    查看是否有值的另一个抉择是 ifPresent() 办法。该办法除了执行查看，还承受一个Consumer(消费者) 参数，如果对象不是空的，就对执行传入的 Lambda 表达式：

    opt.ifPresent( u -> assertEquals(user.getEmail(), u.getEmail()));
     

    这个例子中，只有 user 用户不为 null 的时候才会执行断言。

    接下来，咱们来看看提供空值的办法。

3，返回默认值

    Optional类提供了API用以返回对象值，或者在对象为空的时候返回默认值：orElse()，
    如果有值则返回该值，否则返回传递给它的参数值：

    User user2 = new User("anna@gmail.com", "1234");
    User result = Optional.ofNullable(user).orElse(user2);

    assertEquals(user2.getEmail(), result.getEmail());
    这里 user 对象是空的，所以返回了作为默认值的 user2。

    如果对象的初始值不是 null，那么默认值会被疏忽：

    User user = new User("john@gmail.com","1234");
    User user2 = new User("anna@gmail.com", "1234");
    User result = Optional.ofNullable(user).orElse(user2);

    assertEquals("john@gmail.com", result.getEmail());
    第二个同类型的 API 是 orElseGet() —— 其行为略有不同。这个办法会在有值的时候返回值，如果没有值，它会执行作为参数传入的 Supplier(供应者) 函数式接口，并将返回其执行后果：

    User result = Optional.ofNullable(user).orElseGet( () -> user2);
     

4，orElse() 和 orElseGet() 的不同之处

    乍一看，这两种办法仿佛起着同样的作用。然而事实并非如此。咱们创立一些示例来突出二者行为上的异同。

    咱们先来看看对象为空时他们的行为：

    复制代码
    User user = null
    logger.debug("Using orElse");
    User result = Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser());
    logger.debug("Using orElseGet");
    User result2 = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createNewUser());


    private User createNewUser() {
    logger.debug("Creating New User");
    return new User("extra@gmail.com", "1234");
    }
    复制代码
     

    下面的代码中，两种办法都调用了 createNewUser() 办法，这个办法会记录一个音讯并返回 User 对象。

    代码输入如下：

    Using orElse
    Creating New User
    Using orElseGet
    Creating New User
     

    由此可见，当对象为空而返回默认对象时，行为并无差别。

     

    咱们接下来看一个相似的示例，但这里 Optional 不为空：

    复制代码
    @Test
    public void givenPresentValue_whenCompare_thenOk() {
    　　User user = new User("john@gmail.com", "1234");
    　　logger.info("Using orElse");
    　　User result = Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser());
    　　logger.info("Using orElseGet");
    　　User result2 = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createNewUser());
    }
    复制代码
    这次的输入：

    Using orElse
    Creating New User
    Using orElseGet
     

    这个示例中，两个 Optional 对象都蕴含非空值，两个办法都会返回对应的非空值。不过，orElse() 办法依然创立了 User 对象。与之相同，orElseGet() 办法不创立 User 对象。

    在执行较密集的调用时，比方调用 Web 服务或数据查问，这个差别会对性能产生重大影响。

     

5，返回异样

    除了 orElse() 和 orElseGet() 办法，Optional 还定义了 orElseThrow() API —— 它会在对象为空的时候抛出异样，而不是返回备选的值：

     

    User result = Optional.ofNullable(user).orElseThrow( () -> new IllegalArgumentException());
    这里，如果 user 值为 null，会抛出 IllegalArgumentException。

    这个办法让咱们有更丰盛的语义，能够决定抛出什么样的异样，而不总是抛出 NullPointerException。

    当初咱们曾经很好地了解了如何应用 Optional，咱们来看看其它能够对 Optional 值进行转换和过滤的办法。

6，转换值

    有很多种办法能够转换 Optional 的值。咱们从 map() 和 flatMap() 办法开始。

    先来看一个应用 map() API 的例子：

    User user = new User("anna@gmail.com", "1234");
    String email = Optional.ofNullable(user)
    .map(u -> u.getEmail()).orElse("default@gmail.com");

    assertEquals(email, user.getEmail());
    map() 对值利用(调用)作为参数的函数，而后将返回的值包装在 Optional 中。这就使对返回值进行链试调用的操作成为可能 —— 这里的下一环就是 orElse()。

    相比这下，flatMap() 也须要函数作为参数，并对值调用这个函数，而后间接返回后果。

    上面的操作中，咱们给 User 类增加了一个办法，用来返回 Optional：

    复制代码
    public class User { 
        private String position;

        public Optional<String> getPosition() {
            return Optional.ofNullable(position);
        }

    //...
    }        
    复制代码
    既然 getter 办法返回 String 值的 Optional，你能够在对 User 的 Optional 对象调用 flatMap() 时，用它作为参数。其返回的值是解除包装的 String 值：

    User user = new User("anna@gmail.com", "1234");
    user.setPosition("Developer");
    String position = Optional.ofNullable(user)
    .flatMap(u -> u.getPosition()).orElse("default");

    assertEquals(position, user.getPosition().get());
     

7，过滤值

    除了转换值之外，Optional 类也提供了按条件“过滤”值的办法。

    filter() 承受一个 Predicate 参数，返回测试后果为 true 的值。如果测试后果为 false，会返回一个空的 Optional。

    来看一个依据根本的电子邮箱验证来决定承受或回绝 User(用户) 的示例：

    User user = new User("anna@gmail.com", "1234");
    Optional<User> result = Optional.ofNullable(user)
    .filter(u -> u.getEmail() != null && u.getEmail().contains("@"));

    assertTrue(result.isPresent());
     

    如果通过过滤器测试，result 对象会蕴含非空值。

8，Optional 类的链式办法

    为了更充沛的应用 Optional，你能够链接组合其大部分办法，因为它们都返回雷同相似的对象。

    咱们应用 Optional 重写最早介绍的示例。

    首先，重构类，使其 getter 办法返回 Optional 援用：

    复制代码
    public class User {
        private Address address;

        public Optional<Address> getAddress() {
            return Optional.ofNullable(address);
        }

        // ...
    }
    public class Address {
        private Country country;

        public Optional<Country> getCountry() {
            return Optional.ofNullable(country);
        }

    　// ...
    }
    复制代码
     

    当初能够删除 null 查看，替换为 Optional 的办法：

    复制代码
    @Test
    public void whenChaining_thenOk() {
        User user = new User("anna@gmail.com", "1234");

        String result = Optional.ofNullable(user)
        .flatMap(u -> u.getAddress())
        .flatMap(a -> a.getCountry())
        .map(c -> c.getIsocode())
        .orElse("default");

        assertEquals(result, "default");
    }
    复制代码
     

    下面的代码能够通过办法援用进一步缩减：

    String result = Optional.ofNullable(user)
    .flatMap(User::getAddress)
    .flatMap(Address::getCountry)
    .map(Country::getIsocode)
    .orElse("default");
     

    后果当初的代码看起来比之前采纳条件分支的简短代码简洁多了。

Optional 应该怎么用？

    在应用 Optional 的时候须要思考一些事件，以决定什么时候怎么应用它。

    重要的一点是 Optional 不是 Serializable。因而，它不应该用作类的字段。

    如果你须要序列化的对象蕴含 Optional 值，Jackson 库反对把 Optional 当作一般对象。也就是说，Jackson 会把空对象看作 null，而有值的对象则把其值看作对应域的值。这个性能在 jackson-modules-java8 我的项目中。


    它在另一种状况下也并不怎么有用，就是在将其类型用作办法或构建办法的参数时。这样做会让代码变得复杂，齐全没有必要：

    User user = new User("john@gmail.com", "1234", Optional.empty());
    应用重载办法来解决非要的参数要容易得多。

    Optional 次要用作返回类型。在获取到这个类型的实例后，如果它有值，你能够获得这个值，否则能够进行一些代替行为。

    Optional 类有一个十分有用的用例，就是将其与流或其它返回 Optional 的办法联合，以构建晦涩的API。

    咱们来看一个示例，应用 Stream 返回 Optional 对象的 findFirst() 办法：

    List<User> users = new ArrayList<>();
    User user = users.stream().findFirst().orElse(new User("default", "1234"));

    assertEquals(user.getEmail(), "default");

总结

    Optional 是 Java 语言的无益补充 —— 它旨在缩小代码中的 NullPointerExceptions，尽管还不能齐全打消这些异样。

    它也是精心设计，天然融入 Java 8 函数式反对的性能。

    总的来说，这个简略而弱小的类有助于创立简略、可读性更强、比对应程序谬误更少的程序。