在Java中对一个空对象进行操作时，便会抛出最常见的异常NullPointerException。为了改善这个问题，Java 8中提供了一个java.util.Optional<T>类型。Optional类的Javadoc描述如下：这是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。下面介绍Optional类的使用方法。假如有一个像下面这样的类层次结构：
class Department {
private Employee employee;
public Department(Employee employee) {
this.employee = employee;
}
Employee getEmployee() {
return employee;
}
}
class Employee {
private Girl girlFriend;
public Employee(Girl girlFriend) {
this.girlFriend = girlFriend;
}
Girl getGirlFriend() {
return girlFriend;
}
}
class Girl {
private String name;
public Girl(String name) {
this.name = name;
}
String getName() {
return name;
}
}
部门Department类包含一个员工employee属性，类型为Employee，员工Employee类包含girlFriend属性，类型为Girl。假如现在要获取部门某个员工的女朋友，我们通常是这样获取的：
static String getGirlFriendName(Department department) {
if (department != null) {
Employee employee = department.getEmployee();
if (employee != null) {
Girl girl = employee.getGirlFriend();
if (girl != null) {
return girl.getName();
}
return "单身汪";
}
return "没有员工";
}
return "部门为空";
}
可以看到，在每次引用变量的属性时，都要先判断变量是否为空，如果不做该检查将可能导致NullPointerException。下面我们将使用Optional来改善这种层层嵌套，啰嗦的代码。
创建Optional
创建一个Optional对象有好几种方式：
创建一个空的Optional
我们可以使用静态工厂方法Optional.empty，创建一个空的Optional对象：
Optional<Department> department = Optional.empty();
根据非空值创建Optional
我们也可以使用静态工厂方法Optional.of来创建一个非空对象的Optional对象，也就是不能为空：
public static void main(String[] args) {
Employee employee = new Employee(new Girl("翠花"));
Optional<Employee> optEmployee = Optional.of(employee);
}
如果employee为空，这段代码会立即抛出一个NullPointerException。
创建可以为null的Optional
使用静态工厂方法Optional.ofNullable，我们可以创建一个允许null值的Optional对象：
public static void main(String[] args) {
Employee employee = new Employee(new Girl("翠花"));
Optional<Employee> optEmployee = Optional.ofNullable(employee);
}
如果employee为空，对其调用get方法将抛出NoSuchElementException。
Optional方法
Optional类包含了许多方法，下面介绍这些方法的使用。
isPresent
顾名思义，如果值存在返回true，否则返回false。如：
public static void main(String[] args) {
Department department = new Department(new Employee(new Girl("翠花")));
Optional<Department> opt = Optional.ofNullable(department);
if (opt.isPresent()) {
System.out.println(opt.get().getEmployee());
}
}
get
如果Optional有值则将其返回，否则抛出NoSuchElementException。下面举个抛出NoSuchElementException的例子：
public static void main(String[] args) {
try {
Optional.empty().get();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
代码将捕获到 java.util.NoSuchElementException: No value present 异常。
ifPresent
如果Optional实例有值则为其调用Consumer（函数描述符为T -> void）否则不做处理。如：
public static void main(String[] args) {
Optional<Girl> girl = Optional.of(new Girl("想想"));
girl.ifPresent(g -> System.out.println("我有女朋友，名字是：" + g.getName()));
}
orElse
如果Optional实例有值则将其返回，否则返回orElse方法传入的参数。如：
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Optional.empty().orElse("There is no value present!"));
}
程序将输出There is no value present!。
orElseGet
orElseGet与orElse方法类似，orElse方法将传入的字符串作为默认值，而orElseGet方法可以接受Supplier（函数描述符为() -> T）来生成默认值。如：
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Optional.empty().orElseGet(() -> "There is no value present!"));
}
程序同样输出There is no value present!。
orElseThrow
如果有值则将其返回，否则抛出Supplier接口创建的异常。如：
public static void main(String[] args) {
try {
Optional.empty().orElseThrow(NoSuchElementException::new);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
代码将捕获到 java.util.NoSuchElementException: No value present 异常。
map
如果Optional有值，则对其执行调用Function函数描述符为（T -> R）得到返回值。如果返回值不为null，则创建包含Function绘制的Optional作为map方法的返回值，否则返回一个空Optional。
public static void main(String[] args) {
Optional<String> name = Optional.of("scott");
Optional<String> upperName = name.map(String::toUpperCase);
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));
}
flatMap
如果有值，为其执行Function函数返回Optional类型返回值，否则返回空Optional。flatMap与map方法类似，区别在于flatMap中的Function函数返回值必须是Optional。调用结束时，flatMap不会对结果用Optional封装。如：
public static void main(String[] args) {
Optional<String> name = Optional.of("Jane");
Optional<String> upperName = name.filter((value) -> value.length() >= 3);
upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));
}
filter
filter方法通过传入Predicate（函数描述符为T -> Boolean）对Optional实例的值进行过滤。如：
public static void main(String[] args) {
Optional<String> name = Optional.of("Jane");
Optional<String> LongName = name.filter((value) -> value.length() >= 3);
System.out.println(LongName.orElse("名字长度小于3个字符"));
}
方法输出Jane。
实战
介绍完Optional类的方法后，我们使用Optional改善一开始的代码：
public static void main(String[] args) {
Department department = new Department(new Employee(new Girl("翠花")));
System.out.println(getGirlFriendName(department));
}
static String getGirlFriendName(Department department) {
Optional<Department> opt = Optional.ofNullable(department);
return opt.map(Department::getEmployee)
.map(Employee::getGirlFriend)
.map(Girl::getName)
.orElseThrow(NoSuchElementException::new);
}
