JAVA8如何妙用Optional解决NPE问题详解

引言

npe（nullpointerexception）是调试程序最常见的异常。google一下有很多关于方法到底应该返回null还是new一个空对象的讨论。

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

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){
 string province = 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

那么，of(t value)的源码如下

public static <t> optional<t> of(t value) {
 return new optional<>(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

public final class optional<t> {
 //省略....
 private static final optional<?> empty = new optional<>();
 private optional() {
 this.value = null;
 }
 //省略...
 public static<t> optional<t> empty() {
 @suppresswarnings("unchecked")
 optional<t> t = (optional<t>) empty;
 return t;
 }
}

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

public static <t> optional<t> ofnullable(t value) {
return value == 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<? extends t> other)和orelsethrow(supplier<? extends x> 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:

@test
public void test() {
 user user = null;
 user = optional.ofnullable(user).orelse(createuser());
 user = optional.ofnullable(user).orelseget(() -> createuser());

}

public user createuser(){
 user user = new user();
 user.setname("zhangsan");
 return user;
}

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(()->new exception("用户不存在"));

(3) map(function<? super t, ? extends u> mapper)和flatmap(function<? super t, optional<u>> 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

public final class optional<t> {
 //省略....
  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));
  }
 }
 //省略...
  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));
  }
 }
}

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<? super t, ? extends u>，而flapmap的入参类型为function<? super t, optional<u>>。

在具体用法上，对于map而言:

如果user结构是下面这样的

public class user {
 private string name;
 public string getname() {
  return name;
 }
}

这时候取name的写法如下所示

string city = optional.ofnullable(user).map(u-> u.getname()).get();

对于flatmap而言:

如果user结构是下面这样的

public class user {
 private string name;
 public optional<string> getname() {
  return optional.ofnullable(name);
 }
}

这时候取name的写法如下所示

string city = optional.ofnullable(user).flatmap(u-> u.getname()).get();

(4) ispresent()和ifpresent(consumer<? super t> 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

public final class optional<t> {
 //省略....
 public boolean ispresent() {
  return value != null;
 }
 //省略...
 public void ifpresent(consumer<? super t> 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: do something
}

给写成

user user = optional.ofnullable(user);
if (optional.ispresent()){
 // todo: do something
}

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<? super t> consumer)，用法也很简单，如下所示

optional.ofnullable(user).ifpresent(u->{
   // todo: do something
  });

(5) filter(predicate<? super t> predicate)

不多说，直接上源码

public final class optional<t> {
 //省略....
 objects.requirenonnull(predicate);
  if (!ispresent())
   return this;
  else
   return predicate.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<user> 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

public string getcity(user user) throws exception{
  if(user!=null){
   if(user.getaddress()!=null){
    address address = user.getaddress();
    if(address.getcity()!=null){
     return address.getcity();
    }
   }
  }
  throw new excpetion("取值错误");
 }

java8写法

public string getcity(user user) throws exception{
 return optional.ofnullable(user)
     .map(u-> u.getaddress())
     .map(a->a.getcity())
     .orelsethrow(()->new exception("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

public user getuser(user user) throws exception{
 if(user!=null){
  string name = user.getname();
  if("zhangsan".equals(name)){
   return user;
  }
 }else{
  user = new user();
  user.setname("zhangsan");
  return user;
 }
}

java8写法

public user getuser(user user) {
 return optional.ofnullable(user)
     .filter(u->"zhangsan".equals(u.getname()))
     .orelseget(()-> {
      user user1 = new user();
      user1.setname("zhangsan");
      return user1;
     });
}

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。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对服务器之家的支持。

原文链接：http://www.cnblogs.com/rjzheng/p/9163246.html