11.2　Optional类入门

汲取Haskell和Scala的灵感，Java 8中引入了一个新的类java.util.Optional。这是一个封装Optional值的类。举例来说，使用新的类意味着，如果你知道一个人可能有也可能没有汽车，那么Person类内部的car变量就不应该声明为Car，遭遇某人没有汽车时把null引用赋值给它，而是应该像图11-1那样直接将其声明为Optional类型。

11.2　Optional类入门 - 图1

图 11-1　使用Optional定义的Car类

变量存在时，Optional类只是对类简单封装。变量不存在时，缺失的值会被建模成一个“空”的Optional对象，由方法Optional.empty()返回。Optional.empty()方法是一个静态工厂方法，它返回Optional类的特定单一实例。你可能还有疑惑，null引用和Optional.empty()有什么本质的区别吗？从语义上讲，你可以把它们当作一回事儿，但是实际中它们之间的差别非常大：如果你尝试解引用一个null，那么一定会触发NullPointerException，不过使用Optional.empty()就完全没事儿，它是Optional类的一个有效对象，多种场景都能调用，非常有用。关于这一点，接下来的部分会详细介绍。

使用Optional而不是null的一个非常重要而又实际的语义区别是，第一个例子中，我们在声明变量时使用的是Optional类型，而不是Car类型，这句声明非常清楚地表明了这里发生变量缺失是允许的。与此相反，使用Car这样的类型，可能将变量赋值为null，这意味着你需要独立面对这些，你只能依赖你对业务模型的理解，判断一个null是否属于该变量的有效范畴。

牢记上面这些原则，你现在可以使用Optional类对代码清单11-1中最初的代码进行重构，结果如下。

代码清单 11-4　使用Optional重新定义Person/Car/Insurance的数据模型

  1. public class Person {
  2.     private Optional<Car> car;       ←---- 人可能有汽车，也可能没有汽车，因此将这个字段声明为Optional
  3.     public Optional<Car> getCar() { return car; }
  4. }
  5. public class Car {
  6.     private Optional<Insurance> insurance;       ←---- 汽车可能进行了保险，也可能没有保险，所以将这个字段声明为Optional
  7.     public Optional<Insurance> getInsurance() { return insurance; }
  8. }
  9. public class Insurance {
  10.     private String name;       ←---- 保险公司必须有名字
  11.     public String getName() { return name; }
  12. }

发现Optional是如何丰富模型的语义了吧。代码中person引用的是Optional，而car引用的是Optional，这种方式非常清晰地表达了你的模型中一个person可能拥有也可能没有car的情形；同样，car可能进行了保险，也可能没有保险。

与此同时，我们看到insurance公司的名称被声明成String类型，而不是Optional，这非常清楚地表明声明为insurance公司的类型必须提供公司名称。使用这种方式，一旦解引用insurance公司名称时发生NullPointerException，你就能非常确定地知道出错的原因，不再需要为其添加null的检查，因为null的检查只会掩盖问题，并未真正地修复问题。insurance公司必须有个名称，所以，如果你遇到一个公司没有名称，你需要调查你的数据出了什么问题，而不应该再添加一段代码，将这个问题隐藏。

在你的代码中始终如一地使用Optional，能非常清晰地界定出变量值的缺失是结构上的问题，还是算法上的缺陷，抑或是数据中的问题。另外，我们还想特别强调，引入Optional类的意图并非要消除每一个null引用。与此相反，它的目标是帮助你更好地设计出普适的API，让程序员看到方法签名，就能了解它是否接受一个Optional的值。这种强制会让你更积极地将变量从Optional中解包出来，直面缺失的变量值。