一、簡介
Optional類是(shi)Java8為(wei)了解(jie)決null值(zhi)判(pan)(pan)斷問題，借鑒(jian)google guava類庫的(de)(de)Optional類而引入(ru)的(de)(de)一個同名Optional類，使用Optional類可以避免顯式的(de)(de)null值(zhi)判(pan)(pan)斷（null的(de)(de)防御性檢查），避免null導致的(de)(de)NPE（NullPointerException）。

• 我們來看一段代碼：

    public static String getGender(Student student)
    {
        if(null == student)
        {
            return "Unkown";
        }
        return student.getGender();
        
    }

這是(shi)一個(ge)獲取學生性別的方法，方法入(ru)參為(wei)一個(ge)Student對(dui)象，為(wei)了防止student對(dui)象為(wei)null， 做了防御性檢查：如果值為(wei)null，返回"Unkown"。

• 再看使用Optional優化后的方法：

    public static String getGender(Student student)
    {
       return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElse("Unkown");       
    }

可以(yi)看到，Optional類結合lambda表達式的(de)使用能夠讓開發出(chu)的(de)代碼(ma)更簡潔(jie)和優雅。

二、Optional對象的創建

我們看下(xia)Optional類(lei)的部分源(yuan)碼：

    private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();

    private final T value;

    private Optional() {
        this.value = null;
    }

    public static<T> Optional<T> empty() {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
        return t;
    }

    private Optional(T value) {
        this.value = Objects.requireNonNull(value);
    }

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

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

可以看(kan)出，Optional類(lei)的兩個(ge)構造方法都是(shi)private型(xing)的，因(yin)此類(lei)外部(bu)不能(neng)顯(xian)示的使用(yong)new Optional()的方式來創建Optional對象，但是(shi)Optional類(lei)提供了三個(ge)靜態方法empty()、of(T value)、ofNullable(T value)來創建Optinal對象，示例如下：

1. 創建一個包裝對象值為空的Optional對象
   Optional optStr = Optional.empty();
2. 創建包裝對象值非空的Optional對象
   Optional optStr1 = Optional.of("optional");
3. 創建包裝對象值允許為空的Optional對象
   Optional optStr2 = Optional.ofNullable(null);

三、Optional 類典型接口的使用

下面以一些(xie)典型場景為例，列出Optional API常用(yong)接口的用(yong)法，并附上相應代碼。

• 3.1 get()方法
  簡單看下get()方法的源碼：

    public T get() {
        if (value == null) {
            throw new NoSuchElementException("No value present");
        }
        return value;
    }

可以看到，get()方法主要用于返回包(bao)裝對象的實際值，但是(shi)如果包(bao)裝對象值為null，會拋(pao)出(chu)NoSuchElementException異常。

• 3.2 isPresent()方法
  isPresent()方法的源碼：

    public boolean isPresent() {
        return value != null;
    }

可以看到(dao)，isPresent()方(fang)法用于判斷包(bao)裝對象的(de)值是否非空(kong)。下面我(wo)們來看一段糟糕的(de)代碼：

    public static String getGender(Student student)
    {
        Optional<Student> stuOpt =  Optional.ofNullable(student);
        if(stuOpt.isPresent())
        {
            return stuOpt.get().getGender();
        }
        
        return "Unkown";
    }

這(zhe)段代碼實現的(de)是(shi)第一章(簡介(jie))中的(de)邏輯，但是(shi)這(zhe)種用法不但沒(mei)有減少(shao)null的(de)防御性(xing)檢查，而且增加了(le)Optional包裝的(de)過程，違背(bei)了(le)Optional設(she)計的(de)初衷，因此開發(fa)中要避免這(zhe)種糟(zao)糕的(de)使用~

• 3.3 ifPresent()方法
  ifPresent()方法的源碼：

    public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
        if (value != null)
            consumer.accept(value);
    }

ifPresent()方法(fa)接受一個Consumer對(dui)象(xiang)（消費函(han)數），如(ru)果(guo)包(bao)裝對(dui)象(xiang)的值非空，運行Consumer對(dui)象(xiang)的accept()方法(fa)。示(shi)例如(ru)下：

    public static void printName(Student student)
    {
        Optional.ofNullable(student).ifPresent(u ->  System.out.println("The student name is : " + u.getName()));
    }

上述示例用于打印學生姓名，由于ifPresent()方法內部做了null值檢查，調用前無需擔心NPE問題。
3.4  filter()方法
     filter()方法的源碼：
    public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
        Objects.requireNonNull(predicate);
        if (!isPresent())
            return this;
        else
            return predicate.test(value) ? this : empty();
    }

filter()方(fang)法接受(shou)參數為Predicate對(dui)象，用于對(dui)Optional對(dui)象進行過濾，如果(guo)符合Predicate的(de)條件(jian)，返回(hui)Optional對(dui)象本身，否(fou)則(ze)返回(hui)一個空的(de)Optional對(dui)象。舉(ju)例如下：

    public static void filterAge(Student student)
    {
        Optional.ofNullable(student).filter( u -> u.getAge() > 18).ifPresent(u ->  System.out.println("The student age is more than 18."));
    }

上(shang)述(shu)示例(li)中，實現(xian)了年(nian)齡(ling)大于18的學生的篩選。

• 3.5 map()方法
  map()方法的源碼：

  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));
        }
    }

map()方法(fa)的(de)參數(shu)為Function（函數(shu)式接口）對象(xiang)(xiang)(xiang)，map()方法(fa)將Optional中(zhong)的(de)包裝對象(xiang)(xiang)(xiang)用Function函數(shu)進行(xing)運(yun)算，并包裝成新的(de)Optional對象(xiang)(xiang)(xiang)（包裝對象(xiang)(xiang)(xiang)的(de)類型可能改變）。舉例如下(xia)：

    public static Optional<Integer> getAge(Student student)
    {
        return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getAge()); 
    }

上述代碼中，先用ofNullable()方法構造一個Optional對象，然后用map()計算學生的年齡，返回Optional對象（如果student為null, 返回map()方法返回一個空的Optinal對象）。

• 3.6 flatMap()方法
  flatMap()方法的源碼：

  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));
        }
    }

跟map()方法不同的是，入參Function函數的返回值類型為Optional類型，而不是U類型，這樣flatMap()能將一個二維的Optional對象映射成一個一維的對象。以3.5中示例功能為例，進行faltMap()改寫如下：

 public static Optional<Integer> getAge(Student student)
    {
        return Optional.ofNullable(student).flatMap(u -> Optional.ofNullable(u.getAge())); 
    }

    public T orElse(T other) {
        return value != null ? value : other;
    }

    public static String getGender(Student student)
    {
       return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElse("Unkown");    
    }

3.7  orElseGet()方法
     orElseGet()方法的源碼：
    public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) {
        return value != null ? value : other.get();
    }

   public static String getGender(Student student)
    {
        return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElseGet(() -> "Unkown");      
    }

    public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
        if (value != null) {
            return value;
        } else {
            throw exceptionSupplier.get();
        }
    }

    public static String getGender1(Student student)
    {
        return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElseThrow(() -> new RuntimeException("Unkown"));      
    }