32 Optional与新API

🟠 32 Optional与新API

📅 更新于 2026年6月 | ✍️ 原创文章，转载请注明出处

1. Optional类

1.1 为什么需要Optional

// 传统写法：层层null检查publicStringgetCity(Useruser){if(user!=null){Addressaddr=user.getAddress();if(addr!=null){Citycity=addr.getCity();if(city!=null){returncity.getName();}}}return"Unknown";}// Optional写法publicStringgetCity(Useruser){returnOptional.ofNullable(user).map(User::getAddress).map(Address::getCity).map(City::getName).orElse("Unknown");}

1.2 创建Optional

// ❌ 错误：传null会抛NPEOptional<String>opt=Optional.of(null);// ✅ 正确：允许nullOptional<String>opt=Optional.ofNullable(null);// Optional.empty()// ✅ 正确：非null值Optional<String>opt=Optional.ofNullable("Hello");// Optional[Hello]

1.3 常用方法

Optional<String>opt=Optional.ofNullable(getName());// 获取值opt.get();// 直接获取，为空抛NoSuchElementExceptionopt.orElse("default");// 为空返回默认值opt.orElseGet(()->generateDefault());// 为空执行Supplieropt.orElseThrow(()->newRuntimeException("name is null"));// 为空抛异常// 判断opt.isPresent();// 是否有值opt.isEmpty();// 是否为空 (Java 11+)// 消费opt.ifPresent(name->System.out.println(name));opt.ifPresentOrElse(name->System.out.println("Name: "+name),()->System.out.println("Name is null"));// 转换opt.map(String::toUpperCase);// 转换值opt.flatMap(s->Optional.of(s.toUpperCase()));// 转换为Optional// 过滤opt.filter(s->s.length()>3);// 满足条件保留，否则empty

2. Optional最佳实践

2.1 ✅ 推荐用法

// 1. 方法返回值publicOptional<User>findById(Longid){returnOptional.ofNullable(userMapper.selectById(id));}// 2. 链式调用Stringresult=Optional.ofNullable(user).map(User::getAddress).map(Address::getCity).map(City::getName).orElse("Unknown");// 3. Stream中使用List<String>names=users.stream().map(User::getName).flatMap(Optional::stream)// Java 9+.collect(Collectors.toList());// 4. or() 方法 (Java 9+)Optional<String>result=opt1.or(()->opt2).or(()->opt3);

2.2 ❌ 避免用法

// ❌ 1. 不要用于方法参数publicvoidprocess(Optional<String>name){}// 错误用法// ❌ 2. 不要用于字段publicclassUser{privateOptional<String>name;// 错误用法}// ❌ 3. 不要用于集合Optional<List<String>>list;// 应该用空集合代替// ❌ 4. 不要直接get()不检查opt.get();// 可能抛异常，用orElse代替

2.3 使用场景对比

3. 记录类Record

3.1 什么是Record

Record 是 Java 16 正式引入的不可变数据类，自动生成构造器、getter、equals、hashCode、toString。

// 传统写法（50+行）publicclassPoint{privatefinalintx;privatefinalinty;publicPoint(intx,inty){this.x=x;this.y=y;}publicintgetX(){returnx;}publicintgetY(){returny;}@Overridepublicbooleanequals(Objecto){if(this==o)returntrue;if(o==null||getClass()!=o.getClass())returnfalse;Pointpoint=(Point)o;returnx==point.x&&y==point.y;}@OverridepublicinthashCode(){returnObjects.hash(x,y);}@OverridepublicStringtoString(){return"Point{x="+x+", y="+y+"}";}}// Record写法（1行）publicrecordPoint(intx,inty){}

3.2 Record特性

publicrecordUser(Stringname,intage,Stringemail){// 紧凑构造器（参数校验）publicUser{if(age<0)thrownewIllegalArgumentException("年龄不能为负");if(!email.contains("@"))thrownewIllegalArgumentException("邮箱格式错误");}// 自定义方法publicStringdisplay(){returnname+" ("+age+")";}// 静态字段和方法publicstaticUserUNKNOWN=newUser("Unknown",0,"");publicstaticUserof(Stringname){returnnewUser(name,0,"");}}

3.3 Record限制

3.4 使用场景

// DTO/VOpublicrecordUserDTO(Longid,Stringname,Stringemail){}// 方法返回多个值publicrecordPair<A,B>(Afirst,Bsecond){}// Map的KeypublicrecordCacheKey(Stringprefix,Longid){}// 事件对象publicrecordOrderEvent(LongorderId,Stringtype,LocalDateTimetime){}

4. 密封类Sealed

4.1 什么是密封类

密封类限制哪些类可以继承/实现它，配合switch模式匹配使用。

// Java 17 正式特性publicsealedclassShapepermitsCircle,Rectangle,Triangle{// ...}publicfinalclassCircleextendsShape{privatefinaldoubleradius;// ...}publicfinalclassRectangleextendsShape{privatefinaldoublewidth,height;// ...}publicnon-sealedclassTriangleextendsShape{// non-sealed: 允许任意继承privatefinaldoublea,b,c;// ...}

4.2 修饰符说明

4.3 配合switch模式匹配

// Java 21 正式特性publicdoublearea(Shapeshape){returnswitch(shape){caseCirclec->Math.PI*c.radius()*c.radius();caseRectangler->r.width()*r.height();caseTrianglet->{doubles=(t.a()+t.b()+t.c())/2;yieldMath.sqrt(s*(s-t.a())*(s-t.b())*(s-t.c()));}// 不需要default，编译器知道所有子类};}

4.4 接口密封

publicsealedinterfaceJsonValuepermitsJsonString,JsonNumber,JsonArray,JsonObject,JsonNull{}publicrecordJsonString(Stringvalue)implementsJsonValue{}publicrecordJsonNumber(doublevalue)implementsJsonValue{}publicrecordJsonArray(List<JsonValue>values)implementsJsonValue{}publicrecordJsonObject(Map<String,JsonValue>entries)implementsJsonValue{}publicrecordJsonNull()implementsJsonValue{}

5. var局部变量

5.1 基本用法

// Java 10 引入的局部变量类型推断varlist=newArrayList<String>();// 推断为 ArrayList<String>varmap=Map.of("key","value");// 推断为 Map<String, String>varstream=list.stream();// 推断为 Stream<String>// 等价于ArrayList<String>list=newArrayList<String>();

5.2 使用限制

// ✅ 可以用varname="Hello";// 局部变量varlist=newArrayList<>();// 初始化时// ❌ 不能用varx;// 必须初始化vary=null;// 无法推断类型varz={1,2,3};// 数组字面量varw=()->{};// Lambda// 类字段、方法参数、返回类型都不能用var

5.3 最佳实践

// ✅ 推荐：类型冗长时varentries=map.entrySet();// 比 Set<Map.Entry<K,V>> 简洁variterator=list.iterator();// ❌ 不推荐：类型不明显时varresult=process();// 返回类型不明确，降低可读性// ✅ for循环中使用for(varentry:map.entrySet()){System.out.println(entry.getKey()+": "+entry.getValue());}for(vari=0;i<10;i++){System.out.println(i);}// ✅ try-with-resourcestry(varreader=newBufferedReader(newFileReader("file.txt"))){// ...}

6. 其他新API

6.1 String 新方法

// Java 11+" ".isBlank();// true (Java 11)" ".isEmpty();// false"Hello".strip();// 去除首尾空白（含Unicode空白）"Hello".stripLeading();// 去除首部空白"Hello".stripTrailing();// 去除尾部空白"Hello".repeat(3);// "HelloHelloHello""A\nB\nC".lines();// Stream<String>"A\nB\nC".lines().count();// 3// Java 12+"Hello".indent(4);// 每行前加4个空格"Hello".transform(s->s+"!");// 链式转换

6.2 集合新方法

// Java 9+List.of(1,2,3);// 不可变ListSet.of("a","b");// 不可变SetMap.of("k1","v1","k2","v2");// 不可变MapMap.ofEntries(Map.entry("k1","v1"),Map.entry("k2","v2"));// Java 10+List.copyOf(set);// 从其他集合复制Set.copyOf(list);// Java 16+List.of(1,2,3).toArray(Integer[]::new);// 指定类型数组

6.3 InputStream 新方法

// Java 9+InputStreamis=newByteArrayInputStream("Hello".getBytes());is.readAllBytes();// 读取所有字节// Java 11+Pathpath=Path.of("file.txt");Stringcontent=Files.readString(path);// 读取文件为字符串Files.writeString(path,"Hello World");// 写入字符串到文件Path.of("file.txt").toAbsolutePath();// 转绝对路径

6.4 HttpClient (Java 11+)

// 同步请求HttpClientclient=HttpClient.newHttpClient();HttpRequestrequest=HttpRequest.newBuilder().uri(URI.create("https://api.example.com/data")).header("Accept","application/json").GET().build();HttpResponse<String>response=client.send(request,HttpResponse.BodyHandlers.ofString());System.out.println(response.statusCode());System.out.println(response.body());// 异步请求client.sendAsync(request,HttpResponse.BodyHandlers.ofString()).thenApply(HttpResponse::body).thenAccept(System.out::println);

7. 总结

💬 你在项目中用过哪些Java新特性？Optional有没有帮你减少NullPointerException？

📌 下一篇我们将学习设计模式精讲，用Java源码理解经典模式！

📚 参考资料

• Java 官方文档 - Optional
• Java 官方文档 - Record
• Java 官方文档 - Sealed Classes