Optional是Java 8引入的一个类，可以解决空指针异常的问题。作为一种容器对象，它可以包含T类型的值，也可以表示存在或不存在的状态。对于程序来说，这个状态很重要，因为开发人员必须时刻考虑可能出现的空值的情况，才能避免异常并提高程序的健壮性。
一、使用Optional的背景
在许多情况下，开发人员需要使用某个对象的属性或方法，但在调用之前必须检查该对象是否为null，否则将抛出NullPointerException异常。这样的检查非常乏味且容易出错，对于一些较大的代码库，人们很难甚至不可能完全避免这些问题。
为了解决这个问题，Java引入了Optional类。它在内部封装了一个确定类型的对象，并可以表示存在或不存在。这种方法不仅使代码更健壮，而且可以使代码更清晰，并使开发人员更容易理解和维护代码。
二、Optional类的使用
1、创建Optional对象
Optional.empty()：创建一个空的Optional对象。
Optional<String> emptyOpt = Optional.empty(); System.out.println(emptyOpt);
运行结果：
Optional.empty
Optional.of(T value)：创建一个包含给定值的Optional对象，要求传入的值必须非空。
String str = "Optional示例"; Optional<String> strOpt = Optional.of(str); System.out.println(strOpt);
运行结果：
Optional[Optional示例]
Optional.ofNullable(T value)：创建一个可空的Optional对象，如果传入值非空则包含该值，否则为空。
String strNullOrNot = null; Optional<String> optStr = Optional.ofNullable(strNullOrNot); System.out.println(optStr);
运行结果：
Optional.empty
2、Optional对象的使用
isPresent()：如果这个Optional对象表示一个非空值，则返回true；反之返回false。
String str = "测试isPresent()方法";
Optional<String> optStrPresent = Optional.of(str);
if(optStrPresent.isPresent()) {
System.out.println(optStrPresent.get());
}
如果Optional中有一个非空值，则运行结果为：
测试isPresent()方法
get()：如果这个Optional对象包含一个值，则返回该值；否则抛出NoSuchElementException异常。
String str = "测试get()方法的异常";
Optional<String> optStrGet = Optional.empty();
try {
System.out.println(optStrGet.get());
} catch (NoSuchElementException e) {
System.out.println("无法调用get()方法: " + e.getMessage());
}
运行结果：
无法调用get()方法: No value present
orElse(T other)：如果这个Optional对象包含一个值，则返回该值；否则返回指定的默认值。
String str = "使用orElse()方法替换空值";
Optional<String> optStrOr = Optional.empty();
String otherStr = optStrOr.orElse("字符串为空");
System.out.println(otherStr);
运行结果：
字符串为空
3、与Stream的结合使用
使用Optional值作为Stream操作的返回类型，可以帮助程序更好地处理Stream操作中出现的空值。通过使用Optional值作为返回类型，可以忽略指向可能为空的元素的引用，从而实现避免NullPointerException问题的目的。
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Optional类");
list.add(null);
list.add("使用示例");
long count = list.stream().filter(str -> str != null).count();
System.out.println("原始List集合中实际的元素个数: " + count);
Optional<String> optStr = list.stream().findFirst();
System.out.println("List集合中的第一个元素: " + optStr.get());
运行结果：
原始List集合中实际的元素个数: 3 List集合中的第一个元素: Java
三、使用Optional类的好处和注意事项
使用Optional的好处在于它可以减少为空的对象检查，使代码更加清晰并帮助程序员避免NullPointerException问题。
但是，如果不注意使用的方式，它也可能会导致更加复杂的代码，因此需要遵守一些 使用 Optional 的最佳实践。
1、不要滥用Optional
尽管Optional可以大大减少NullPointerException的出现，但也不应该滥用它。对于简单的程序，使用Optional可能会增加代码的复杂性，这可能会使程序更难理解和维护。
2、避免使用Optional作为类的属性类型
在类的设计中，最好不要将Optional作为类的属性类型。虽然这是可以做到的，但这可能会产生更加松散的类结构，从而导致更多的维护问题。
3、避免使用Optional作为返回类型
虽然Optional可以作为一种返回类型，但过度使用将会导致过于复杂的代码和性能问题。在某些情况下，选择返回列表或集合，或者仅返回 null 或其他默认值，可能更加简单和高效。
4、仅在需要时使用Optional
虽然Optional可以在许多情况下解决空值问题，但并不总是最佳工具。在绝大多数情况下，避免在模型中放置空值可能更加简单和高效。因此，应在必要时才使用Optional。
5、注意集合是否包含null值
尽管Optional可以很好地处理集合中的空值，但仍然需要注意集合中是否包含 null 值，并在需要时进行过滤和处理。否则，可能会出现NullPointerException问题。
四、总结
Optional是Java 8引入的一种新型容器，可以帮助解决空值异常问题，提高程序的健壮性。然而，如果不注意使用场景和注意事项，它可能会带来更多的复杂性。因此，开发人员应该根据自己的需求来决定是否使用Optional，以及何时使用它。
