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JAVA8之妙用Optional解决NPE问题

引言

在文章的开头,先说下NPE问题, NPE问题就是,我们在开发中经常碰到的NullPointerException .假设我们有两个类,他们的UML类图如下图所示

JAVA8之妙用Optional解决NPE问题

在这种情况下,有如下代码

user.getAddress().getProvince();

这种写法,在user为null时,是有可能报NullPointerException异常的。为了解决这个问题,于是采用下面的写法

if(user!=null){    Address address = user.getAddress();if(address!=null){Stringprovince = address.getProvince();    }}

这种写法是比较丑陋的,为了避免上述丑陋的写法,让丑陋的设计变得优雅。JAVA8提供了Optional类来优化这种写法,接下来的正文部分进行详细说明

API介绍

先介绍一下API,与其他文章不同的是,本文采取类比的方式来讲,同时结合源码。而不像其他文章一样,一个个API罗列出来,让人找不到重点。

(1)Optional(T value),empty(),of(T value),ofNullable(T value)

这四个函数之间具有相关性,因此放在一组进行记忆。

先说明一下,Optional(T value),即构造函数,它是private权限的,不能由外部调用的。其余三个函数是public权限,供我们所调用。那么,Optional的本质,就是内部储存了一个真实的值,在构造的时候,就直接判断其值是否为空。好吧,这么说还是比较抽象。直接上Optional(T value)构造函数的源码,如下图所示

JAVA8之妙用Optional解决NPE问题

那么, of(T value)的源码 如下

publicstaticOptionalof(Tvalue){returnnewOptional<>(value);    }

也就是说of(T value)函数内部调用了构造函数。根据构造函数的源码我们可以得出 两个结论 :

(1)通过of(T value)函数所构造出的Optional对象,当Value值为空时,依然会报NullPointerException。

(2)通过of(T value)函数所构造出的Optional对象,当Value值不为空时,能正常构造Optional对象。

除此之外呢,Optional类内部还维护一个value为null的对象,大概就是长下面这样的

publicfinalclassOptional{//省略….privatestaticfinalOptionalEMPTY=newOptional<>();privateOptional() {        this.value =null;    }//省略…publicstatic Optionalempty() {        @SuppressWarnings(“unchecked”)        Optional t = (Optional)EMPTY;returnt;    }}

那么, empty()的作用 就是返回EMPTY对象。

好了铺垫了这么多,可以说 ofNullable(T value) 的作用了,上源码

publicstaticOptionalofNullable(Tvalue){returnvalue==null? empty() : of(value);    }

好吧,大家应该都看得懂什么意思了。相比较of(T value)的 区别 就是,当value值为null时,of(T value)会报NullPointerException异常;ofNullable(T value)不会throw Exception,ofNullable(T value)直接返回一个EMPTY对象。

那是不是意味着,我们在项目中只用ofNullable函数而不用of函数呢?

不是的,一个东西存在那么自然有存在的价值。当我们在运行过程中,不想隐藏NullPointerException。而是要立即报告,这种情况下就用Of函数。但是不得不承认,这样的场景真的很少。博主也仅在写junit测试用例中用到过此函数。

(2)orElse(T other),orElseGet(Supplier other)和orElseThrow(Supplier exceptionSupplier)

这三个函数放一组进行记忆,都是在构造函数传入的value值为null时,进行调用的。orElse和orElseGet的用法如下所示,相当于value值为null时,给予一个默认值:

@Testpublicvoidtest() {    User user =null;    user = Optional.ofNullable(user).orElse(createUser());    user = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createUser());    }publicUsercreateUser(){Useruser=newUser();user.setName(“zhangsan”);returnuser;}

这两个函数的 区别: 当user值不为null时,orElse函数依然会执行createUser()方法,而orElseGet函数并不会执行createUser()方法,大家可自行测试。

至于orElseThrow,就是value值为null时,直接抛一个异常出去,用法如下所示

User user =null;Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->newException(“用户不存在”));

(3) map(Function mapper)和flatMap(Function> mapper)

这两个函数放在一组记忆,这两个函数做的是转换值的操作。

直接上源码

publicfinalclassOptional{//省略….public Optional map(Function mapper) {        Objects.requireNonNull(mapper);if(!isPresent())returnempty();else{returnOptional.ofNullable(mapper.apply(value));        }    }//省略…public Optional flatMap(Function> mapper) {        Objects.requireNonNull(mapper);if(!isPresent())returnempty();else{returnObjects.requireNonNull(mapper.apply(value));        }    }}

这两个函数,在函数体上没什么区别。 唯一区别 的就是入参,map函数所接受的入参类型为Function,而flapMap的入参类型为Function>。

在具体用法上, 对于map而言:

如果User结构是下面这样的

publicclassUser{privateString name;publicString getName() {returnname;    }}

这时候取name的写法如下所示

Stringcity =Optional.ofNullable(user).map(u-> u.getName()).get();

对于flatMap而言:

如果User结构是下面这样的

publicclassUser{privateString name;publicOptional getName() {returnOptional.ofNullable(name);    }}

这时候取name的写法如下所示

Stringcity =Optional.ofNullable(user).flatMap(u-> u.getName()).get();

(4) isPresent()和ifPresent(Consumer consumer)

这两个函数放在一起记忆,isPresent即判断value值是否为空,而ifPresent就是在value值不为空时,做一些操作。这两个函数的源码如下

publicfinalclassOptional{//省略….publicbooleanisPresent(){returnvalue !=null;    }//省略…publicvoidifPresent(Consumer consumer){if(value !=null)            consumer.accept(value);    }}

需要额外说明的是,大家千万不要把

if(user != null){//TODO:dosomething}

给写成

User user = Optional.ofNullable(user);if(Optional.isPresent()){//TODO:dosomething}

因为这样写,代码结构依然丑陋。博主会在后面给出正确写法

至于ifPresent(Consumer consumer),用法也很简单,如下所示

Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{//TODO:do something});

(5) filter(Predicate predicate)

不多说,直接上源码

publicfinalclassOptional{//省略….Objects.requireNonNull(predicate);if(!isPresent())returnthis;elsereturnpredicate.test(value) ?this: empty();}

filter 方法接受一个 Predicate 来对 Optional 中包含的值进行过滤,如果包含的值满足条件,那么还是返回这个 Optional;否则返回 Optional.empty。

用法如下

Optional user1 = Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getName().length()<6);

如上所示,如果user的name的长度是小于6的,则返回。如果是大于6的,则返回一个EMPTY对象。

实战使用

例一

在函数方法中

以前写法

publicStringgetCity(User user)throwsException{if(user!=null){if(user.getAddress()!=null){                Address address = user.getAddress();if(address.getCity()!=null){returnaddress.getCity();                }            }        }thrownewExcpetion(“取值错误”);    }

JAVA8写法

publicStringgetCity(User user)throws Exception{returnOptional.ofNullable(user)                  .map(u-> u.getAddress())                  .map(a->a.getCity())                  .orElseThrow(()->newException(“取指错误”));}

例二

比如,在主程序中

以前写法

if(user!=null){dosomething(user);}

JAVA8写法

Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{dosomething(u);        });

例三

以前写法

publicUsergetUser(User user)throwsException{if(user!=null){        String name = user.getName();if(“zhangsan”.equals(name)){returnuser;        }    }else{        user =newUser();        user.setName(“zhangsan”);returnuser;    }}

java8写法

public User getUser(User user) {returnOptional.ofNullable(user)                  .filter(u->”zhangsan”.equals(u.getName()))                  .orElseGet(()-> {                        User user1 =newUser();                        user1.setName(“zhangsan”);returnuser1;                  });}

其他的例子,不一一列举了。不过,博主认为,其实采用这种链式编程,虽然代码优雅了。但是,逻辑性没那么明显,可读性有所降低,大家项目中看情况酌情使用。

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