概述：Optional最早是Google公司Guava中的概念，代表的是可选值。Optional类从Java8版本开始加入豪华套餐，主要为了解决程序中的NPE问题，从而使得更少的显式判空，防止代码污染，另一方面，也使得领域模型中所隐藏的知识，得以显式体现在代码中。Optional类位于java.util包下，对链式编程风格有一定的支持。实际上，Optional更像是一个容器，其中存放的成员变量是一个T类型的value，可值可Null，使用的是Wrapper模式，对value操作进行了包装与设计。本文将从Optional所解决的问题开始，逐层解剖，由浅入深，文中会出现Optioanl方法之间的对比，实践，误用情况分析，优缺点等。与大家一起，对这项Java8中的新特性，进行理解和深入。
1、解决的问题
臭名昭著的空指针异常，是每个程序员都会遇到的一种常见异常，任何访问对象的方法与属性的调用，都可能会出现NullPointException，如果要确保不触发异常，我们通常需要进行对象的判空操作。
举个栗子，有一个人（Shopper）进超市购物，可能会用购物车（Trolley）也可能会用其它方式，购物车里可能会有一袋栗子（Chestnut），也可能没有。三者定义的代码如下：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicclassShopper{privateTrolleytrolley;publicTrolleygetTrolley(){turntrolley;}}publicclassTrolley{privateChestnutchestnut;publicChestnutgetChestnut(){turnchestnut;}}publicclassChestnut{privateStringname;publicStringgetName(){turnname;}}
这时想要获得购物车中栗子的名称，像下面这么写，就可能会见到我们的“老朋友”（NPE）
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicStringsult(Shoppershopper){turnshopper.getTrolley().getChestnut().getName();}
为了能避免出现空指针异常，通常的写法会逐层判空（多层嵌套法），如下
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicStringsult(Shoppershopper){if(shopper!=null){Trolleytrolley=shopper.getTrolley();if(trolley!=null){Chestnutchestnut=trolley.getChestnut();if(chestnut!=null){turnchestnut.getName();}}}turn"获取失败辽";}
多层嵌套的方法在对象级联关系比较深的时候会看的眼花缭乱的，尤其是那一层一层的括号；另外出错的原因也因为缺乏对应信息而被模糊（例如trolley为空时也只返回了最后的获取失败。当然也可以在每一层增加turn，相应的代码有会变得很冗长），所以此时我们也可以用遇空则返回的卫语句进行改写。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicStringsult(Shoppershopper){if(shopper==null){turn"购物者不存在";}Trolleytrolley=shopper.getTrolley();if(trolley==null){turn"购物车不存在";}Chestnutchestnut=trolley.getChestnut();if(chestnut==null){turn"栗子不存在";}turnchestnut.getName();}
为了取一个名字进行了三次显示判空操作，这样的代码当然没有问题，但是优秀的工程师们总是希望能获得更优雅简洁的代码。Optional就提供了一些方法，实现了这样的期望。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicStringsult(Shoppershopper){turnOptional.ofNullable(shopper).map(Shopper::getTrolley).map(Trolley::getChestnut).map(Chestnut::getName).orElse("获取失败辽");}
2、常用方法
1）获得Optional对象
Optional类中有两个构造方法：带参和不带参的。带参的将传入的参数赋值value，从而构建Optional对象；不带参的用null初始化value构建对象。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonprivateOptional(){}privateOptional(Tvalue){}
但是两者都是私有方法，而实际上Optional的对象都是通过静态工厂模式的方式构建，主要有以下三个函数
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicstaticTOptionalTof(Tvalue){}publicstaticTOptionalTofNullable(Tvalue){}publicstaticTOptionalTempty(){}
创建一个一定不为空的Optional对象，因为如果传入的参数为空会抛出NPE
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonChestnutchestnut=newChestnut();OptionalChestnutopChest=Optional.of(chestnut);
创建一个空的Optional对象
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonOptionalChestnutopChest=Optional.empty();
创建一个可空的Optional对象
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonChestnutchestnut=null;OptionalChestnutopChest=Optional.ofNullable(chestnut);
2）正常使用
正常使用的方法可以被大致分为三种类型，判断类、操作类和取值类
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPython//判断类publicbooleanisPsent(){}//操作类publicvoidifPsent(Consumer?superTconsumer){}//取值类publicTget(){}publicTorElse(Tother){}publicTorElseGet(Supplier?extendsTother){}publicXextendsThrowableTorElseThrow(Supplier?extendsXexceptionSupplier)throwsX{}
isPsent()方法像一个安全阀，控制着容器中的value值是空还是有值，用法与原本的null!=obj的用法相似。当obj有值返回true，为空返回false（即value值存在为真）。但一般实现判断空或不为空的逻辑，使用Optional其他的方法处理会更为常见。如下代码将会打印出没有栗子的悲惨事实。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonOptionalChestnutopChest=Optional.empty();if(!opChest.isPsent()){System.out.println("容器里没有栗子");}
ifPsent()方法是一个操作类的方法，他的参数是一段目标类型为Consumer的函数，当value不为空时，自动执行consumer中的accept()方法（传入时实现），为空则不执行任何操作。比如下面这段代码，我们传入了一段输出value的lamda表达式，打印出了“迁西板栗”。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonOptionalChestnutopChest=Optional.ofNullable(newChestnut("迁西板栗"));opChest.ifPsent(c-System.out.println(c.getName()));
get()方法源码如下，可以看出，get的作用是直接返回容器中的value。但如此粗暴的方法，使用前如果不判空，在value为空时，便会毫不留情地抛出一个异常。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicTget(){if(value==null){thrownewNoSuchElementException("Novaluepsent");}turnvalue;}
三个orElse方法与get相似，也都属于取值的操作。与get不同之处在于orElse方法不用额外的判空语句，撰写逻辑时比较愉快。三个orElse的相同之处是当value不为空时都会返回value。当为空时，则另有各自的操作：orElse()方法会返回传入的other实例（也可以为Supplier类型的函数）；orElseGet()方法会自动执行Supplier类型实例的get()方法；orElseThrow()方法会抛出一个自定的异常。更具体的差别会在后面的方法对比中描述。
如下面这段代码，展示了在没有栗子的时候，如何吐出“信阳板栗”、“镇安板栗”，以及抛出“抹油栗子”的警告。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonOptionalChestnutopChest=Optional.empty();System.out.println(opChest.orElse(newChestnut("信阳板栗")));System.out.println(opChest.orElseGet(()-newChestnut("镇安板栗")));try{opChest.orElseThrow(()-newRuntimeException("抹油栗子呀"));}catch(RuntimeExceptione){System.out.println(e.getMessage());}
3）进阶使用
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicOptionalTfilter(Pdicate?superTpdicate){}publicUOptionalUmap(Function?superT,?extendsUmapper){}publicUOptionalUflatMap(Function?superT,OptionalUmapper){}
filter()方法接受谓词为Pdicate类型的函数作为参数，如果value值不为空则自动执行pdicate的test()方法（传入时实现），来判断是否满足条件，满足则会返回自身Optional，不满足会返回空Optional；如果value值为空，则会返回自身Optional（其实跟空Optional也差不多）。如下代码，第二句中筛选条件“邵店板栗”与opChest中的板栗名不符，没有通过过滤。而第三句的筛选条件与opChest一致，所以最后打印出来的是“宽城板栗”。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonOptionalChestnutopChest=Optional.ofNullable(newChestnut("宽城板栗"));opChest.filter(c-"邵店板栗".equals(c.getName())).ifPsent(System.out::println);opChest.filter(c-"宽城板栗".equals(c.getName())).ifPsent(System.out::println);
map()和flatmap()方法传入的都是一个Function类型的函数，map在这里翻译为“映射”，当value值不为空时进行一些处理，返回的值是经过mapper的apply()方法处理后的Optional类型的值，两个方法的结果一致，处理过程中会有差别。如下代码，从opChest中获取了板栗名后，重新new了一个板栗取名“邢台板栗”，并打印出来，两者输出一致，处理形式上有差异，这个在后面的方法对比中会再次说到。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonOptionalChestnutopChest=Optional.ofNullable(newChestnut("邢台板栗"));System.out.println(opChest.map(c-newChestnut(c.getName())));System.out.println(opChest.flatMap(c-Optional.ofNullable(newChestnut(c.getName()))));
4）1.9新增
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicvoidifPsentOrElse(Consumer?superTaction,RunnableemptyAction){}publicOptionalTor(Supplier?extendsOptional?extendsTsupplier){}publicStamTstam(){}
JDK1.9中增加了三个方法：ifPsentOrElse()、or()和stam()方法。
1.8时，ifPsent()仅提供了if(obj!=null)的方法，并未提供if(obj!=null)else{}的操作，所以在1.9中增加了一个ifPsentElse()方法，提供了这方面的支持。该方法接收两个参数Consumer和Runnable类型的函数，当value不为空，调用action的accept()方法，这点与ifPsent()一致，当value为空时，会调用emptyAction的run()方法，执行else语义的逻辑。如下面代码，会打印出“木有栗子”的提示。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonOptionalChestnutopChest=Optional.empty();opChest.ifPsentElse(c-System.out.println(c.getName()),c-System.out.println("木有栗子呀"));
or()方法是作为orElse()和orElseGet()方法的改进而出现的，使用方法一致，但后两个方法在执行完成后返回的并非包装值。如果需要执行一些逻辑并返回Optional时，可以使用or()方法。该方法传入Supplier接口的实例，当value有值时直接返回自身Optional，当为空时，自动执行suuplier的get()方法，并包装成Optional返回，其源码中包装的语句如下：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonOptionalTr=(OptionalT)supplier.get();turnObjects.quiNonNull(r);
stam()方法则不用多说，是一个提供给流式编程使用的方法，功能上是一个适配器，将Optional转换成Stam：没有值返回一个空的stam，或者包含一个Optional的stam。其源码如下：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonif(!isPsent()){turnStam.empty();}else{turnStam.of(value);}
3、方法对比和总结
Optional封装的方法较多，选择一个合适的方法的前提是要了解各自适用的场景和异同
1）创建方法的对比
由于构造器为私有方法，创建对象只能通过静态工厂的方式创建。of()、ofNullable()和empty()方法是三个静态方法。先上源码：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPython//工厂方法publicstaticTOptionalTof(Tvalue){turnnewOptional(value);}publicstaticTOptionalTofNullable(Tvalue){turnvalue==null?empty():of(value);}publicstaticTOptionalTempty(){
SuppssWarnings("unchecked")OptionalTt=(OptionalT)EMPTY;turnt;}//构造方法privateOptional(){this.value=null;}privateOptional(Tvalue){this.value=Objects.quiNonNull(value);}//静态常量privatestaticfinalOptional?EMPTY=newOptional()of()方法通过调用带参构造，new出一个Optional对象，正常形参带值是不会有问题的，但是当形参为空时，设置value前的Objects.quiNonNull()非空校验，就会抛出一个异常，代码如下：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicstaticTTquiNonNull(Tobj){if(obj==null)thrownewNullPointerException();turnobj;}
quiNonNull()方法是java.util包下Objects类的一个方法，作用是检查传入的参数是否为空，为空会抛出一个NPE，在Optional类中用到的地方还有很多。所以只有确信构造Optional所传入的参数不为空时才可使用of()方法。
与of()相对的还有一个ofNullable()方法，该方法允许接受null值构造Optional，当形参为null时，调用empty()方法，而empty()方法返回的是一个编译期就确定的常量EMPTY，EMPTY取值是无参构造器创建对象，最终得到的是一个value为空的Optional对象。
2）使用方法的对比
2.2)中说到，正常使用的方法中有属于取值类的方法，orElse()、orElseGet()和orElseThrow()，这三个方法在非空时均返回value，但是为空时的处理各不相同。先上源码：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicTorElse(Tother){turnvalue!=null?value:other;}publicTorElseGet(Supplier?extendsTother){turnvalue!=null?value:other.get();}publicXextendsThrowableTorElseThrow(Supplier?extendsXexceptionSupplier)throwsX{if(value!=null){turnvalue;}else{throwexceptionSupplier.get();}
orElse()和orElseGet()方法最直观的差异是形参的不同，看下面一段代码：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPython//测试语句OptionalChestnutopChest=Optional.ofNullable(newChestnut("桐柏板栗"));//OptionalChestnutopChest=Optional.empty();opChest.orElse(print("orELse"));opChest.orElseGet(()-print("orElseGet"));//调用方法privatestaticChestnutprint(Stringmethod){System.out.println("燕山板栗最好吃----"+method);turnnewChestnut("燕山板栗");}
第一次，new出一个“桐柏板栗”的Optional，分别调用orElse()和orElseGet()方法，结果出现了两行的“燕山板栗最好吃”的输出，因为两个方法在value不为null时都会执行形参中的方法；
第二次，通过empty()方法获得一个空栗子的Optional，再调用orElse()和orElseGet()方法，结果居然还出现了一行“燕山板栗最好吃”的输出。
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPython第一次输出：燕山板栗最好吃----orELse燕山板栗最好吃----orElseGet第二次输出：燕山板栗最好吃----orELse
其原因是orElseGet()的参数是Supplier目标类型的函数，简单来说，Suppiler接口类似Spring的懒加载，声明之后并不会占用内存，只有执行了get()方法之后，才会调用构造方法创建出对象，而orElse()是快加载，即使没有调用，也会实际的运行。
这个特性在一些简单的方法上差距不大，但是当方法是一些执行密集型的调用时，比如远程调用，计算类或者查询类方法时，会损耗一定的性能。
orElseThrow()方法与orElseGet()方法的参数都是函数类型的，这意味着这两种方法都是懒加载，但针对于必须要使用异常控制流程的场景，orElseThrow()会更加合适，因为可以控制异常类型，使得相比NPE会有更丰富的语义。
3）其他方法的对比
a、map与filterMap
先上源码：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicUOptionalUmap(Function?superT,?extendsUmapper){Objects.quiNonNull(mapper);if(!isPsent())turnempty();else{turnOptional.ofNullable(mapper.apply(value));}}publicUOptionalUflatMap(Function?superT,OptionalUmapper){Objects.quiNonNull(mapper);if(!isPsent())turnempty();else{turnObjects.quiNonNull(mapper.apply(value));}}
map()与filterMap()的相同点是，都接受一个Function类型的函数，并且返回值都是Optional类型的数据。但是从源码中我们也能看出：
首先，map()在返回时，使用了ofNullable()函数对返回值包了一层，这个函数在2.1)已经说过，是一个Optional的工厂函数，作用是将一个数据包装成Optional；而filterMap()返回时只是做了非空校验，在应用mapper.apply时就已经是一个Optional类型的对象。
其次，从签名中也可以看出，map()的Function的输出值是"？extendsU"，这意味着在mapper.apply()处理完成后，只要吐出一个U类型或者U类型的子类即可；而filterMap()的Functional的输出值是“OptionalU”，则在mapper.apply()处理完成之后，返回的必须是一个Optional类型的数据。
b、ifPsent与ifPsentOrElse
ifPsentOrElse()方法是作为ifPsent()的改进方法出现的。先看源码：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicvoidifPsent(Consumer?superTaction){if(value!=null){action.accept(value);}}publicvoidifPsentOrElse(Consumer?superTaction,RunnableemptyAction){if(value!=null){action.accept(value);}else{emptyAction.run();}}
从源码中可以看出，ifPsentOrElse()参数增加了一个Runnable类型的函数emptyAction，在value!=null时，都激活了action.accept()方法。只是当value==null时，ifPsentOrElse()方法还会调用emptyAction.run()方法。所以总的来说，jdk1.9加入ifPsentOrElse()方法，是作为ifPset在if-else领域的补充出现的。
c、or与orElse
同样作为改进的or()方法也是为了解决orElse系列方法的“小缺点”出现的，先看源码：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicOptionalTor(Supplier?extendsOptional?extendsTsupplier){Objects.quiNonNull(supplier);if(isPsent()){turnthis;}else{
SuppssWarnings("unchecked")OptionalTr=(OptionalT)supplier.get();turnObjects.quiNonNull(r);}}publicTorElse(Tother){turnvalue!=null?value:other;}publicTorElseGet(Supplier?extendsTsupplier){turnvalue!=null?value:supplier.get();}or()方法在签名形式上更接近orElseGet()，即形参都是Supplier类型的函数，但是与其不同的是，or()方法在形参中，指定了Supplier返回的类型必须为Optional类型，且value的类型必须为T或者T的子类。orElse系列的方法，更像是一种消费的方法，从一个Optional的实例中“取出“value的值进入下一步操作，而or()方法则像是建造者模式，对value有一定的操作之后，重新吐出的还是Optional类型的数据，所以使用时可以串联在一起，后一个or处理前一个or吐出的Optional。
4）“危险”方法的对比
这里指的“危险”指的是会抛出异常，毕竟引进Optional类的目的就是去除对NPE的判断，如果此时再抛出一个NPE或者其他的异常，没有处理好就会为程序引入不小的麻烦。所以对Optional中可能抛出异常的方法做一个总结。
首先，最直观的会抛出异常的方法就是of()方法，因为of方法会调用带参构造创建实例，而带参构造中有对value非空的检查，如果空会抛出NPE异常；
其次，get()方法也是一个“危险”的方法，因为当不判空直接使用get取值时，会触发get中NoSuchElementException异常；
再次，orElseThrow()方法也会抛出异常，但是这种异常属于人为指定的异常，是为了使得异常情况的语义更加丰富，而人为设置的，是一种可控的异常；
最后，在一些方法中，设置了参数非空检查（Objects.quiNonNull()），这种检查会抛出NPE异常，除去已经提到的带参构造器，还有filter、map、flatMap、or这四个方法，如果传入的接口实例是Null值就会随时引爆NPE。
4、误用形式与Bestpractice
1）误用形式
a、初始化为null
第一种误用形式是给Optional类型的变量初始化的时候.Optional类型变量是默认不为空的，所以在取方法执行的时候才可以肆无忌惮"点"出去，如果在初始化的时候出现：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonOptionalChestnutchest=null;
并且不及时为chest赋值，则还是容易出现NPE，正确的初始化方式应该是：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonOptionalChestnutchest=Optional.empty();
b、简单判空
第二种比较常见的误用形式应该是使用isPsent()做简单判空。原本的代码如下：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicStringgetName(Chestnutchestnut){ if(chestnut==null){ turn"栗子不存在"; }elseturnchestnut.name();}
代码中，通过检查chestnut==null来处理为空时的情况，简单使用isPsent()方法判空的代码如下：
PlainJavascriptJavaHTML/XMLMarkdownMakefileGoJSONSQLObjective-cYAMLBashPHPPythonpublicStringgetName(Chestnutchestnut){ OptionalChestnutopChest=Optional.ofNullable(chestnut); if(!opChest.isPsent()){ turn"栗子不存在"; }elseturnopChest.getname();}
酱婶儿并没有太大差别，所以在使用Optional时，首先应避免使用Optional.isPsent()来检查实例是否存在，因为这种方式和null!=obj没有区别也没什么意义。
c、简单get
第三种比较常见的误用形式是使用Optional.get()方式来获取Optional中value的值，get()方法中对value==null的情况有抛出异常，所以应该在做完非空校验之后再从get取值，或者十分确定value一定不为空，否则会出现NoSuchElementException的异常。相对的，如果不是很确信，则使用orElse()，orElseGet()，orElseThrow()获得你的结果会更加合适。
d、作为属性字段和方法参数
第四种误用形式在初学Optional的时候容易碰到，当指定某个类中的属性，或者方法的参数为Optional的时候，idea会给出如下提示：
Reportsanyusesofjava.util.OptionalT,java.util.OptionalDouble,java.util.OptionalInt,java.util.OptionalLongor