Categories
程式開發

​JDK1.8新特性(八):还在重复写空指针检查代码?赶紧使用Optional吧!​


1、前言

作为一名Java程序员,无论是初入茅庐的菜鸟,还是久经江湖的高手,曾经肯定遭遇过各种各样的异常错误。在国外的一篇文章中,就统计了关于异常类型的排行榜,如下图:

​JDK1.8新特性(八):还在重复写空指针检查代码?赶紧使用Optional吧!​ 1

是的,你没有看错,NullPointerException位居榜首。

Null Reference的发明者Charles Antony Richard Hoare说过:“我称之为我的十亿美元错误。这是1965年发明空引用的结果……这导致了无数的错误,漏洞和系统崩溃,在最近40年中可能造成十亿美元的痛苦和破坏。”

这看起来有些夸张,但毫无争议的是NullPointerException简直就是程序员心中的痛,并不是说它有多难以解决,而是为了解决它我们需要再付出了额外代价。

还记得当初刚入行时候的你,三天两头碰到NullPointerException而引发的bug,解决完一个,又在另一个地方遇到。这也慢慢让你懂得,不要相信任何“对象”,特别是别人提供给你的,在使用的地方都加上判断,这样就放心多了。于是代码通常就变成了下面这样:

String name = "Unknown";
if (null != people) {
if (null != people.getName()) {
name = people.getName();
}
}
return name;

这样处理,虽然不用担心NullPointerException了,但是过多的判断语句着实让人头皮发麻,代码变得臃肿不堪。如果对象过于复杂,对象里面还有对象等等,你还要继续逐层判断么?

令人兴奋的是,JDK1.8引入了一个新类java.util.Optional,凭借Optional类提供的API,我们再也不用担心NullPointerException了,更不会再去写那些烦人的判断啦。

2、Optional类

举例来说,使用新类意味着,如果你知道一个人可能有也可能没有车,那么Person类内部的car变量就不应该声明为Car,遭遇某人没有车时把null引用赋值给它,而是应该像下图这样直接将其声明为Optional类型。

​JDK1.8新特性(八):还在重复写空指针检查代码?赶紧使用Optional吧!​ 2

变量存在时,Optional类只是对类简单封装。变量不存在时,缺失的值会被建模成一个“空”的Optional对象,由方法Optional.empty()返回。Optional.empty()方法是一个静态工厂方法,它返回Optional类的特定单一实例。

Optional,本质上是一个容器对象,拥有一个非空值或空值,需要我们将对象实例传入该容器中。如果值存在,Optional.isPresent()方法返回true,并通过Optional.get()方法获取值。

Optional的构造方法为private,无法直接使用new来创建Optional对象,只能使用Optional提供的静态方法创建。

Optional提供的创建方法如下:

Optional.of(obj):如果对象为 null,将会抛出NullPointerException。Optional.ofNullable(obj):如果对象为 null,将会创建不包含值的 EMPTY Optional对象实例(new Optional())。Optional.empty() :等同于 Optional.ofNullable(null)。

其中,源码片段如下:

/**
* Constructs an instance with the value present.
*
* @param value the non-null value to be present
* @throws NullPointerException if value is null
*/
private Optional(T value) {
this.value = Objects.requireNonNull(value);
}

……

/**
* Returns an {@code Optional} with the specified present non-null value.
*
* @param the class of the value
* @param value the value to be present, which must be non-null
* @return an {@code Optional} with the value present
* @throws NullPointerException if value is null
*/
public static Optional of(T value) {
return new Optional(value);
}

/**
* Returns an {@code Optional} describing the specified value, if non-null,
* otherwise returns an empty {@code Optional}.
*
* @param the class of the value
* @param value the possibly-null value to describe
* @return an {@code Optional} with a present value if the specified value
* is non-null, otherwise an empty {@code Optional}
*/
public static Optional ofNullable(T value) {
return value == null ? empty() : of(value);
}

/**
* Common instance for {@code empty()}.
*/
private static final Optional EMPTY = new Optional();

……

/**
* Returns an empty {@code Optional} instance. No value is present for this
* Optional.
*
* @apiNote Though it may be tempting to do so, avoid testing if an object
* is empty by comparing with {@code ==} against instances returned by
* {@code Option.empty()}. There is no guarantee that it is a singleton.
* Instead, use {@link #isPresent()}.
*
* @param Type of the non-existent value
* @return an empty {@code Optional}
*/
public static Optional empty() {
@SuppressWarnings("unchecked")
Optional t = (Optional) EMPTY;
return t;
}

强烈建议使用Optional.ofNullable(obj)方法,来创建Optional对象,并获取对应值。

3、Optional的使用

到目前为止,你已经知道Optional的好处了吧,但是,我们该如何使用呢?

使用可接受null的Optional对象,即:使用静态工程方法Optional.ofNullable(obj),创建一个可以允许null值的Optional对象:

Optional optional = Optional.ofNullable(people);

即使people是null,optional对象也就是个空对象。

如果people不为null,根据Optional.isPresent()方法返回true,并通过Optional.get()方法获取值。

为了避免NPE,Optional.isPresent()方法已经对null进行了判断,若存在返回true。

People p = null;
if (optional.isPresent()) {
p = optional.get();
}

看到这里,你可能会发现这与null判断检查并无差异。

后来接触到Optional其他API,我才发现真正体现它价值的是下面这些API。

3.1 Optional.map

从对象中获取某个属性,是最常见的操作。比如,你可能需要从people对象中获取人名。在获取人名之前,你需要检查people对象是否为null,如下所示:

String name = null;
if (null != people) {
name = people.getName();
}

使用Optional.map方法,可以这么写:

Optional optional = Optional.ofNullable(people);
Optional stringOptional = optional.map(People::getName);

3.2 Optional.orElse

当一个对象为 null 时,业务上通常可以设置一个默认值,从而使流程继续下去。

String name = null != people ? people.getName() : "Unknown";

或者抛出一个异常。

if (null != people.getName()) {
throw new RuntimeException();
}

Optional 类提供两个方法 orElse 与 orElseThrow ,可以方便完成上面转化。

// 设置默认值
String name = optional.orElse(new People("Unknown")).getName();
// 抛出异常
String name = optional.orElseThrow(RuntimeException::new).getName();

如果 optional 为空,提供默认值或抛出异常。

3.3 Optional.filter

你经常需要调用某个对象的方法,查看它的某些属性。比如,你可能需要检查人名是否为“xcbeyond”。为了以一种安全的方式进行这些操作,你首先需要判断people对象是否为null,再调用它的方法getName,如下所示:

if (null != people && "xcbeyond".equals(people.getName())) {
System.out.println("ok");
}

使用Optional类提供的方法filter,可以很好的重构:

optional.filter(people1 -> "xcbeyond".equals(people.getName()))
.ifPresent(x -> System.out.print("ok"));

4、Optional重构代码

让我们一起再看看文章开头的代码:

String name = "Unknown";
if (null != people) {
if (null != people.getName()) {
name = people.getName();
}
}
return name;

在知道了Optional之后,进行代码重构:

Optional optional = Optional.ofNullable(people);
return optional.map(People::getName).orElse("Unknown");

结合Optional、Lambda表达式,可以明显看到重构之后,使得代码更加流畅连贯,并且提高代码整体可读性。

参考文章:

1.https://dzone.com/articles/the-top-10-exception-types-in-production-java-appl

2.《Java 8实战》

​JDK1.8新特性(八):还在重复写空指针检查代码?赶紧使用Optional吧!​ 3