引用處：
JAVA8如何妙用Optional解決NPE問題詳解

引言

NPE（NullPointerException）是除錯程式最常見的異常。google一下有很多關於方法到底應該返回null還是new一個空物件的討論。

在文章的開頭，先說下NPE問題，NPE問題就是，我們在開發中經常碰到的NullPointerException.假設我們有兩個類，他們的UML類圖如下圖所示

在這種情況下，有如下程式碼：

user.getAddress().getProvince();

這種寫法，在user為null時，是有可能報NullPointerException異常的。為了解決這個問題，於是採用下面的寫法：

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

這種寫法是比較醜陋的，為了避免上述醜陋的寫法，讓醜陋的設計變得優雅。JAVA8提供了Optional類來優化這種寫法，接下來的正文部分進行詳細說明

API介紹

先介紹一下API，與其他文章不同的是，本文采取類比的方式來講，同時結合原始碼。而不像其他文章一樣，一個個API羅列出來，讓人找不到重點。

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

這四個函式之間具有相關性，因此放在一組進行記憶。
先說明一下，Optional(T value)，即建構函式，它是private許可權的，不能由外部呼叫的。其餘三個函式是public許可權，供我們所呼叫。那麼，Optional的本質，就是內部儲存了一個真實的值，在構造的時候，就直接判斷其值是否為空。好吧，這麼說還是比較抽象。直接上Optional(T value)建構函式的原始碼，如下圖所示

那麼，of(T value)的原始碼如下：

public static <T> Optional<T> of(T value) {
 return new Optional<>(value);
 }
 

也就是說of(T value)函式內部呼叫了建構函式。根據建構函式的原始碼我們可以得出兩個結論:
(1)通過of(T value)函式所構造出的Optional物件，當Value值為空時，依然會報NullPointerException。
(2)通過of(T value)函式所構造出的Optional物件，當Value值不為空時，能正常構造Optional物件。
除此之外呢，Optional類內部還維護一個value為null的物件，大概就是長下面這樣的

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;
 }
}

那麼，empty()的作用就是返回EMPTY物件。
好了鋪墊了這麼多，可以說ofNullable(T value)的作用了，上原始碼：

public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
return value == null ? empty() : of(value);
}

相比較of(T value)的區別就是，當value值為null時，of(T value)會報NullPointerException異常；ofNullable(T value)不會throw Exception，ofNullable(T value)直接返回一個EMPTY物件。

那是不是意味著，我們在專案中只用ofNullable函式而不用of函式呢?
不是的，一個東西存在那麼自然有存在的價值。當我們在執行過程中，不想隱藏NullPointerException。而是要立即報告，這種情況下就用Of函式。但是不得不承認，這樣的場景真的很少。博主也僅在寫junit測試用例中用到過此函式。

(2)orElse(T other)，orElseGet(Supplier<? extends T> other)和orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)

這三個函式放一組進行記憶，都是在建構函式傳入的value值為null時，進行呼叫的。orElse和orElseGet的用法如下所示，相當於value值為null時，給予一個預設值:

@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;
}

這兩個函式的區別：當user值不為null時，orElse函式依然會執行createUser()方法，而orElseGet函式並不會執行createUser()方法，大家可自行測試。

至於orElseThrow，就是value值為null時,直接拋一個異常出去，用法如下所示：

User user = null;
Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->new Exception("使用者不存在"));

(3) map(Function<? super T, ? extends U> mapper)和flatMap(Function<? super T, Optional> mapper)
這兩個函式放在一組記憶，這兩個函式做的是轉換值的操作。
直接上原始碼,如下：

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));
  }
 }
}

這兩個函式，在函式體上沒什麼區別。唯一區別的就是入參，map函式所接受的入參型別為Function<? super T, ? extends U>，而flapMap的入參型別為Function<? super T, Optional>。
在具體用法上，對於map而言:

如果User結構是下面這樣的

public class User {
 private String name;
 public String getName() {
  return name;
 }
}

這時候取name的寫法如下所示

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

對於flatMap而言:

如果User結構是下面這樣的

public class User {
 private String name;
 public Optional<String> getName() {
  return Optional.ofNullable(name);
 }
}

這時候取name的寫法如下所示：

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

(4) isPresent()和ifPresent(Consumer<? super T> consumer)
這兩個函式放在一起記憶，isPresent即判斷value值是否為空，而ifPresent就是在value值不為空時，做一些操作。這兩個函式的原始碼如下

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);
 }
}

需要額外說明的是，大家千萬不要把

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

給寫成

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

因為這樣寫，程式碼結構依然醜陋。博主會在後面給出正確寫法
至於ifPresent(Consumer<? super T> consumer)，用法也很簡單，如下所示:

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

(5) filter(Predicate<? super T> predicate)
不多說，直接上原始碼：

public final class Optional<T> {
 //省略....
 Objects.requireNonNull(predicate);
  if (!isPresent())
   return this;
  else
   return predicate.test(value) ? this : empty();
}

filter 方法接受一個 Predicate 來對 Optional 中包含的值進行過濾，如果包含的值滿足條件，那麼還是返回這個 Optional；否則返回 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的長度是小於6的，則返回。如果是大於6的，則返回一個EMPTY物件。

實戰使用
例一

在函式方法中
以前寫法

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("取值錯誤"); 
 }

JAVA8寫法

public String getCity(User user) throws Exception{
 return Optional.ofNullable(user)
     .map(u-> u.getAddress())
     .map(a->a.getCity())
     .orElseThrow(()->new Exception("取指錯誤"));
}

例二
比如，在主程式中
以前寫法

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

JAVA8寫法

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

例三
以前寫法

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寫法

ublic User getUser(User user) {
 return Optional.ofNullable(user)
     .filter(u->"zhangsan".equals(u.getName()))
     .orElseGet(()-> {
      User user1 = new User();
      user1.setName("zhangsan");
      return user1;
     });
}

說明：鏈式程式設計，雖然程式碼優雅了。但是，邏輯性沒那麼明顯，可讀性有所降低，大家專案中看情況酌情使用。