摘要：在目前的工作中，我對(duì)中的和表達(dá)式都使用得很多，之前也寫(xiě)了兩篇文章來(lái)總結(jié)對(duì)應(yīng)的知識(shí)。為了避免，他們會(huì)加很多判斷語(yǔ)句，使得代碼的可讀性變得很差。在后面的開(kāi)發(fā)中，可以使用設(shè)計(jì)，這樣可以設(shè)計(jì)出更安全的接口和方法。

在目前的工作中，我對(duì)Java中的Stream和Lambda表達(dá)式都使用得很多，之前也寫(xiě)了兩篇文章來(lái)總結(jié)對(duì)應(yīng)的知識(shí)。

024：Java流實(shí)現(xiàn)Shell：cat 1.log | grep a | sort | uniq -c | sort -rn

函數(shù)式編程讓你忘記設(shè)計(jì)模式

不過(guò)對(duì)于Optional這個(gè)特性，一直沒(méi)有很好地使用起來(lái)，所以最近又開(kāi)始閱讀《Java 8實(shí)戰(zhàn)》這本書(shū)，本文是針對(duì)其中第10章的一個(gè)學(xué)習(xí)總結(jié)。

在Java中，如果你嘗試對(duì)null做函數(shù)調(diào)用，就會(huì)引發(fā)NullPointerException（NPE），NPE是Java程序開(kāi)發(fā)中的最典型的異常，對(duì)于Java開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，無(wú)論你是初出茅廬的新人和還工作多年的老司機(jī)，NPE經(jīng)常讓他們翻車(chē)。為了避免NPE，他們會(huì)加很多if判斷語(yǔ)句，使得代碼的可讀性變得很差。

從軟件設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，null本身是沒(méi)有意義的語(yǔ)義，這是一種對(duì)缺失變量值的錯(cuò)誤的建模。

從Java類型系統(tǒng)的角度看，null可以被賦值給任何類型的變量，并且不斷被傳遞，知道最后誰(shuí)也不知道它是從哪里引入的。

Java設(shè)計(jì)者從Haskell和Scala中獲取靈感，在Java 8中引入了一個(gè)新的類java.util.Optional。如果一個(gè)接口返回Optional，可以表示一個(gè)人可能有車(chē)也可能沒(méi)有車(chē)，這個(gè)比簡(jiǎn)單的返回Car要更明確，閱讀代碼的人不需要提前準(zhǔn)備業(yè)務(wù)知識(shí)。

Optional的目的就在于此：通過(guò)類型系統(tǒng)讓你的領(lǐng)域模型中隱藏的知識(shí)顯式地體現(xiàn)在你的代碼中。

上面這張表里列舉了Optional的基礎(chǔ)API，我這里列舉了一些使用的tips：

你可以用ofNullable將一個(gè)可能為null的對(duì)象封裝為Optional對(duì)象，然后獲取值的時(shí)候使用orElse方法提供默認(rèn)值；可以使用empty方法創(chuàng)建一個(gè)空的Optional對(duì)象；of方法一般不用，不過(guò)如果你知道某個(gè)值不可能為null，則可以用Optional封裝該值，這樣它一旦為null就會(huì)拋出異常。

//empty方法的使用
Optional optCar = Optional.empty();

//of方法的使用
Optional optCar = Optional.of(car);

//ofNullable方法的使用
Optional optCar = Optional.ofNullable(car);

你可以使用map方法從Optional對(duì)象中它封裝的值中的某個(gè)字段的值；

Optional optInsurance = Optional.ofNullable(insurance);
Optional name = optInsurance.map(Insurance::getName); 

如果需要連續(xù)、層層遞進(jìn)的從某個(gè)對(duì)象鏈的末端獲取字段的值，則不能全部使用map方法，需要先使用flatMap，最后再使用map方法；

//轉(zhuǎn)換之前
public String getCarInsuranceName(Person person) {
  return person.getCar().getInsurance().getName();
}

//轉(zhuǎn)換后
public String getCarInsuranceName(Optional person) {
  return person.flatMap(Person::getCar)
               .flatMap(Car::Insurance)
               .map(Insurance::getName)
               .orElse("Unknown");
}

Optional中的map、flatMap和filter方法，在概念是與Stream中對(duì)應(yīng)的方法都很類似，區(qū)別就在于Optional中的元素至多有一個(gè)，算是Stream的一種特殊情況——一種特殊的集合。

不要使用ifPresent和get方法，它們本質(zhì)上和不適用Optional對(duì)象之前的模式相同，都是臃腫的if-then-else判斷語(yǔ)句；

由于Optional無(wú)法序列化，所以在領(lǐng)域模型中，無(wú)法將某個(gè)字段定義為Optional的，原因是：Optional的設(shè)計(jì)初衷僅僅是要支持能返回Optional對(duì)象的語(yǔ)法，如果我們希望在域模型中引入Optional，則可以用下面這種替代的方法：

public class Person {
  private Car car;
  public Optional getCarAsOptional() {
    return Optional.ofNullable(car);
  }
}

不要使用基礎(chǔ)類型的Optional對(duì)象，原因是：基礎(chǔ)類型的Optional對(duì)象不支持map、flatMap和filter方法，而這些方法是Optional中非常強(qiáng)大的方法。

Java方法處理異常結(jié)果的方式有兩種：返回null（或錯(cuò)誤碼）；拋出異常，例如：Integer.parseInt(String)這個(gè)方法——如果無(wú)法解析到對(duì)應(yīng)的整型，該方法就拋出一個(gè)NumberFormationException，這種情況下我們一般會(huì)使用try/catch語(yǔ)句處理異常情況。

一般我們建議將try/catch塊多帶帶提取到一個(gè)方法中，在這里使用Optional設(shè)計(jì)這個(gè)方法，代碼如下。在開(kāi)發(fā)中，可以嘗試構(gòu)建一個(gè)OptionalUtility工具類，將這些復(fù)雜的try/catch邏輯封裝起來(lái)。

public static Optional stringToInt(String a) {
  try{
    return Optional.of(Integer.parseInt(s));
  } catch  (NumberFormationException e) {
    return Optional.empty();
  }
}

現(xiàn)在有個(gè)方法，是嘗試從一個(gè)屬性映射中獲取某個(gè)關(guān)鍵詞對(duì)應(yīng)的值，例子代碼如下：

   public static int readDuration(Properties properties, String name) {
        String value = properties.getProperty(name);
        if (value != null) {
            try {
                int i = Integer.parseInt(value);
                if (i > 0) {
                    return i;
                }
            } catch (NumberFormatException e) {

            }
        }
        return 0;
    }

使用Optional的寫(xiě)法后，代碼如下所示：

    public static int readDurationWithOptional(Properties properties, String name) {
        return Optional.ofNullable(properties.getProperty(name))
            .flatMap(OptionalUtility::stringToInt)
            .filter(integer -> integer > 0)
            .orElse(0);
    }

如果需要訪問(wèn)的屬性值不存在，Properites.getProperty(String)方法的返回值就是一個(gè)null，使用noNullable工廠方法就可以將該值轉(zhuǎn)換為Optional對(duì)象；接下來(lái)，可以使用flatMap將一個(gè)Optional轉(zhuǎn)換為Optional對(duì)象；最后使用filter過(guò)濾掉負(fù)數(shù)，然后就可以使用orElse獲取屬性值，如果拿不到則返回默認(rèn)值0。

使用Optional的思路和Stream相同，都是鏈?zhǔn)剿悸?，跟?shù)據(jù)庫(kù)查詢似的，表達(dá)力很強(qiáng)，而且省去了哪些復(fù)雜的try/catch和if-then-else方法。在后面的開(kāi)發(fā)中，可以使用Optional設(shè)計(jì)API，這樣可以設(shè)計(jì)出更安全的接口和方法。

本號(hào)專注于后端技術(shù)、JVM問(wèn)題排查和優(yōu)化、Java面試題、個(gè)人成長(zhǎng)和自我管理等主題，為讀者提供一線開(kāi)發(fā)者的工作和成長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)，期待你能在這里有所收獲。

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