Java 8 Optional 类详解
Optional 是 Java 8 引入的容器类（位于 java.util 包），用于优雅地处理可能为 null 的值，避免显式的 null 检查和空指针异常（NullPointerException）。
一、核心目的
- 显式处理空值：强制开发者考虑值缺失的场景。
- 减少空指针异常：通过链式调用替代嵌套的
if (obj != null)检查。 - 表达意图：明确声明方法可能返回空值（替代
Javadoc说明）。
二、创建 Optional 对象
| 方法 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
Optional.empty() |
创建空容器 | Optional.empty() |
Optional.of(T value) |
创建非空容器（value 不可为 null） |
Optional.of("Hello") |
Optional.ofNullable(T value) |
创建容器（允许 value 为 null） |
Optional.ofNullable(null) |
Optional<String> emptyOpt = Optional.empty(); // 空容器
Optional<String> strOpt = Optional.of("Java"); // 非空值
Optional<String> nullableOpt = Optional.ofNullable(null); // 可为null
三、关键方法及使用场景
| 方法 | 描述 | 典型应用场景 |
|---|---|---|
isPresent() |
检查值是否存在 | 替代 if (obj != null) |
ifPresent(Consumer<? super T> action) |
值存在时执行操作 | 简化空值检查后的操作 |
get() |
获取值（需先校验存在性） | 配合 isPresent() 使用（不推荐直接调用） |
orElse(T other) |
值存在时返回值，否则返回默认值 | 提供兜底值（如默认配置） |
orElseGet(Supplier<? extends T> supplier) |
值存在时返回值，否则执行 Supplier 生成值 |
延迟构造代价大的默认对象 |
orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) |
值存在时返回值，否则抛出异常 | 强制要求值存在的场景（如数据验证） |
filter(Predicate<? super T> predicate) |
值存在且满足条件时返回原容器，否则返回空 | 条件过滤 |
map(Function<? super T, ? extends U> mapper) |
值存在时执行转换，返回新 Optional |
链式转换值（如从对象中提取字段） |
flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper) |
展平嵌套的 Optional（避免 Optional<Optional<T>>） |
连续操作返回 Optional 的方法 |
四、代码示例
- 基础使用
String name = "Alice";
Optional<String> nameOpt = Optional.ofNullable(name);
// 存在时输出
nameOpt.ifPresent(System.out::println); // 输出 "Alice"
// 不存在时提供默认值
String result = nameOpt.orElse("Unknown");
- 链式操作
public class User {
private Address address;
public Optional<Address> getAddress() {
return Optional.ofNullable(address);
}
}
public class Address {
private String city;
public Optional<String> getCity() {
return Optional.ofNullable(city);
}
}
// 获取用户的城巿（不存在时返回默认值）
String city = Optional.ofNullable(user)
.flatMap(User::getAddress) // 展平嵌套 Optional
.flatMap(Address::getCity)
.orElse("Unknown City");
- 条件过滤
Optional<User> userOpt = Optional.ofNullable(user);
// 仅当用户年龄大于18时返回
Optional<User> adult = userOpt.filter(u -> u.getAge() > 18);
- 异常处理
// 值不存在时抛出自定义异常
User user = userOpt.orElseThrow(() ->
new IllegalArgumentException("User not found!"));
五、最佳实践与注意事项
避免以下情况：
- 用
Optional替代空集合：返回空集合（如Collections.emptyList()）更合适。 - 作为方法参数：会导致代码冗余。
- 直接调用
get()：须先调用isPresent()检查。 - 字段声明：破坏序列化（
Optional未实现Serializable）。
- 用
推荐用法：
- 返回值：明确声明方法可能返回空值。
- 链式调用：结合
map()、flatMap()、filter()安全处理嵌套对象。
六、设计哲学
Optional 的核心是鼓励函数式风格和防御性编程。通过显式处理空值，代码可读性和健壮性显著提升，是 Java 对空值问题的重要解决方案。
📌 关键点：
Optional不是万能的，但合理使用能减少 70% 的空指针异常！