在文章的开头，先说下NPE问题，NPE问题就是，我们在开发中经常碰到的NullPointerException.假设我们有两个类，他们的UML类图如下图所示
Optional用法 - 图1

在这种情况下，有如下代码

  1. user.getAddress().getProvince();

这种写法，在user为null时，是有可能报NullPointerException异常的。为了解决这个问题，于是采用下面的写法
注 意
文末有：3625页互联网大厂面试题 

  1. if(user!=null){
  2.     Address address = user.getAddress();
  3.     if(address!=null){
  4.         String province = address.getProvince();
  5.     }
  6. }

这种写法是比较丑陋的，为了避免上述丑陋的写法，让丑陋的设计变得优雅。JAVA8提供了Optional类来优化这种写法，接下来的正文部分进行详细说明

API介绍

先介绍一下API，与其他文章不同的是，本文采取类比的方式来讲，同时结合源码。而不像其他文章一样，一个个API罗列出来，让人找不到重点。
1、Optional(T value),empty(),of(T value),ofNullable(T value)
这四个函数之间具有相关性，因此放在一组进行记忆。
先说明一下，[Optional(T value)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)，即构造函数，它是private权限的，不能由外部调用的。其余三个函数是public权限，供我们所调用。那么，Optional的本质，就是内部储存了一个真实的值，在构造的时候，就直接判断其值是否为空。好吧，这么说还是比较抽象。直接上[Optional(T value)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)构造函数的源码，如下图所示
Optional用法 - 图2
那么，of(T value)的源码如下

  1. public static <T> Optional<T> of(T value) {
  2.     return new Optional<>(value);
  3. }

也就是说of(T value)函数内部调用了构造函数。根据构造函数的源码我们可以得出两个结论:

除此之外呢，Optional类内部还维护一个value为null的对象，大概就是长下面这样的

  1. public final class Optional<T> {
  2.     //省略....
  3.     private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
  4.     private Optional() {
  5.         this.value = null;
  6.     }
  7.     //省略...
  8.     public static<T> Optional<T> empty() {
  9.         @SuppressWarnings("unchecked")
  10.         Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
  11.         return t;
  12.     }
  13. }

那么，empty（）的作用就是返回EMPTY对象。
好了铺垫了这么多，可以说ofNullable(T value)的作用了，上源码

  1. public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
  2.     return value == null ? empty() : of(value);
  3. }

好吧，大家应该都看得懂什么意思了。相比较[of(T value)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)的区别就是，当value值为null时，of(T value)会报NullPointerException异常；[ofNullable(T value)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)不会throw Exception，[ofNullable(T value)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)直接返回一个[EMPTY](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)对象。
那是不是意味着，我们在项目中只用[ofNullable](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)函数而不用of函数呢?
不是的，一个东西存在那么自然有存在的价值。当我们在运行过程中，不想隐藏[NullPointerException](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)。而是要立即报告，这种情况下就用Of函数。但是不得不承认，这样的场景真的很少。博主也仅在写junit测试用例中用到过此函数。另外关注：架构师专栏，在后台回复：“面试题”可以获取，高清PDF最新版3625页互联网大厂面试题。
2、orElse(T other)，orElseGet(Supplier<? extends T> other)和orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)
这三个函数放一组进行记忆，都是在构造函数传入的value值为null时，进行调用的。[orElse](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)和[orElseGet](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)的用法如下所示，相当于value值为null时，给予一个默认值:

  1. @Test
  2. public void test() {
  3.     User user = null;
  4.     user = Optional.ofNullable(user).orElse(createUser());
  5.     user = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createUser());
  7. }
  8. public User createUser(){
  9.     User user = new User();
  10.     user.setName("zhangsan");
  11.     return user;
  12. }

这两个函数的区别：当user值不为null时，[orElse](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)函数依然会执行createUser()方法，而[orElseGet](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)函数并不会执行createUser()方法，大家可自行测试。
至于orElseThrow，就是value值为null时,直接抛一个异常出去，用法如下所示

  1. User user = null;
  2. Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->new Exception("用户不存在"));

3、[map(Function<? super T, ? extends U> mapper)和flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)
这两个函数放在一组记忆，这两个函数做的是转换值的操作。

直接上源码

  1. public final class Optional<T> {
  2.     //省略....
  3.      public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {
  4.         Objects.requireNonNull(mapper);
  5.         if (!isPresent())
  6.             return empty();
  7.         else {
  8.             return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));
  9.         }
  10.     }
  11.     //省略...
  12.      public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper) {
  13.         Objects.requireNonNull(mapper);
  14.         if (!isPresent())
  15.             return empty();
  16.         else {
  17.             return Objects.requireNonNull(mapper.apply(value));
  18.         }
  19.     }
  20. }

这两个函数，在函数体上没什么区别。唯一区别的就是入参，map函数所接受的入参类型为[Function<? super T, ? extends U>](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)，而flapMap的入参类型为[Function<? super T, Optional<U>>](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)。
在具体用法上，对于map而言：
如果User结构是下面这样的

  1. public class User {
  2.     private String name;
  3.     public String getName() {
  4.         return name;
  5.     }
  6. }

这时候取name的写法如下所示

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

对于flatMap而言:

如果User结构是下面这样的

  1. public class User {
  2.     private String name;
  3.     public Optional<String> getName() {
  4.         return Optional.ofNullable(name);
  5.     }
  6. }

这时候取name的写法如下所示

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

4、isPresent()和ifPresent(Consumer<? super T> consumer)
这两个函数放在一起记忆，[isPresent](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)即判断value值是否为空，而[ifPresent](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)就是在value值不为空时，做一些操作。这两个函数的源码如下

  1. public final class Optional<T> {
  2.     //省略....
  3.     public boolean isPresent() {
  4.         return value != null;
  5.     }
  6.     //省略...
  7.     public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
  8.         if (value != null)
  9.             consumer.accept(value);
  10.     }
  11. }

需要额外说明的是，大家千万不要把

  1. if (user != null){
  2.    // TODO: do something
  3. }

给写成

  1. User user = Optional.ofNullable(user);
  2. if (Optional.isPresent()){
  3.    // TODO: do something
  4. }

因为这样写，代码结构依然丑陋。博主会在后面给出正确写法
至于[ifPresent(Consumer<? super T> consumer)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)，用法也很简单，如下所示

  1. Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{
  2.     // TODO: do something
  3. });

5、filter(Predicate<? super T> predicate)

不多说，直接上源码

  1. public final class Optional<T> {
  2.     //省略....
  3.    Objects.requireNonNull(predicate);
  4.         if (!isPresent())
  5.             return this;
  6.         else
  7.             return predicate.test(value) ? this : empty();
  8. }

filter 方法接受一个 [Predicate](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect) 来对 [Optional](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect) 中包含的值进行过滤，如果包含的值满足条件，那么还是返回这个 Optional；否则返回 [Optional.empty](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MTUzOTcxOQ==&mid=2452981393&idx=2&sn=9c0005ed9e5119eef7183eb25db0edee&scene=21#wechat_redirect)。

用法如下

  1. Optional<User> user1 = Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getName().length()<6);

如上所示，如果user的name的长度是小于6的，则返回。如果是大于6的，则返回一个EMPTY对象。

实战使用

例一

在函数方法中
以前写法

  1. public String getCity(User user)  throws Exception{
  2.         if(user!=null){
  3.             if(user.getAddress()!=null){
  4.                 Address address = user.getAddress();
  5.                 if(address.getCity()!=null){
  6.                     return address.getCity();
  7.                 }
  8.             }
  9.         }
  10.         throw new Excpetion("取值错误"); 
  11.     }

JAVA8写法

  1. public String getCity(User user) throws Exception{
  2.     return Optional.ofNullable(user)
  3.                    .map(u-> u.getAddress())
  4.                    .map(a->a.getCity())
  5.                    .orElseThrow(()->new Exception("取指错误"));
  6. }

例二

比如，在主程序中
以前写法

  1. if(user!=null){
  2.     dosomething(user);
  3. }

JAVA8写法

  1. Optional.ofNullable(user)
  2.     .ifPresent(u->{
  3.         dosomething(u);
  4. });

例三

以前写法

  1. public User getUser(User user) throws Exception{
  2.     if(user!=null){
  3.         String name = user.getName();
  4.         if("zhangsan".equals(name)){
  5.             return user;
  6.         }
  7.     }else{
  8.         user = new User();
  9.         user.setName("zhangsan");
  10.         return user;
  11.     }
  12. }

java8写法

  1. public User getUser(User user) {
  2.     return Optional.ofNullable(user)
  3.                    .filter(u->"zhangsan".equals(u.getName()))
  4.                    .orElseGet(()-> {
  5.                         User user1 = new User();
  6.                         user1.setName("zhangsan");
  7.                         return user1;
  8.                    });
  9. }