Java for Beginner

После проведенного голосования, определилась тема для рассмотрения в выходные - Optional

Несмотря на то, что на канале уже публиковались ранее подобные статьи, я подготовил для вас еще одну, для расширения темы 🤫

Ну читаем'с статейку

Optional в Java: Глубокое погружение

Optional — это класс, введенный в Java 8, представляющий собой контейнер для значений, который может содержать значение или быть пустым. Его основная цель — минимизировать вероятность возникновения NullPointerException (NPE), обеспечивая явное указание на возможность отсутствия значения. Optional побуждает разработчиков к более безопасной и выразительной обработке потенциально отсутствующих данных.

Основы Optional

Optional — это обертка, которая может содержать либо одно значение, либо быть пустой. Вместо возврата null, методы могут возвращать экземпляр Optional, что сигнализирует о возможном отсутствии результата. Это позволяет явно обрабатывать случаи отсутствия значения, избегая NPE.

Пример базового использования

import java.util.Optional;

public class OptionalExample {
    public static void main(String[] args) {
        Optional<String> possibleValue = Optional.of("Hello, World!");
        possibleValue.ifPresent(System.out::println); // Выведет "Hello, World!"

        Optional<String> emptyValue = Optional.empty();
        System.out.println(emptyValue.isPresent()); // Выведет "false"
    }
}

В этом примере possibleValue содержит строку, которая выводится на консоль, если значение присутствует. emptyValue является пустым, и метод isPresent() возвращает false.

Внутреннее устройство Optional

Optional реализован как финальный класс с двумя основными полями:
value — содержит значение, если оно присутствует (может быть null только в случае пустого Optional).
EMPTY — статическое поле, представляющее пустой Optional, реализованное как синглтон.

Конструктор Optional приватный, и создание экземпляров осуществляется через статические фабричные методы:
of(T value): Создает Optional, содержащий переданное значение. Если значение null, выбрасывается NullPointerException.
ofNullable(T value): Создает Optional, который может быть пустым, если переданное значение null.
empty(): Возвращает пустой Optional.

Пример внутренней структуры

public final class Optional<T> {
    private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();

    private final T value;

    private Optional() {
        this.value = null;
    }

    private Optional(T value) {
        this.value = Objects.requireNonNull(value);
    }

    public static <T> Optional<T> empty() {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
        return t;
    }

    public static <T> Optional<T> of(T value) {
        return new Optional<>(value);
    }

    public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
        return value == null ? empty() : of(value);
    }

    // Другие методы...
}

Этот код демонстрирует, как Optional хранит значение и реализует фабричные методы. Использование синглтона EMPTY минимизирует создание лишних объектов для пустых Optional.

#Java #Training #Medium #Optional

Please open Telegram to view this post

VIEW IN TELEGRAM

👍2

87 views07:59

Java for Beginner

Ключевые методы Optional

Optional предоставляет множество методов для работы с данными:
isPresent(): Возвращает true, если значение присутствует.
isEmpty() (добавлен в Java 11): Возвращает true, если значение отсутствует.
ifPresent(Consumer<? super T> consumer): Выполняет действие, если значение присутствует.
orElse(T other): Возвращает значение, если оно присутствует, или other, если отсутствует.
orElseGet(Supplier<? extends T> supplier): Возвращает значение или результат выполнения Supplier, если значение отсутствует.
orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier): Возвращает значение или выбрасывает исключение, если значение отсутствует.
map(Function<? super T, ? extends U> mapper): Преобразует значение, если оно присутствует, возвращая новый Optional.
flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper): Преобразует значение, возвращая Optional, результат которого не оборачивается в дополнительный Optional.
filter(Predicate<? super T> predicate): Возвращает Optional, содержащий значение, если оно удовлетворяет предикату, или пустой Optional.
or(Supplier<? extends Optional<? extends T>> supplier) (добавлен в Java 9): Возвращает текущий Optional, если значение присутствует, или результат Supplier.

Пример использования методов

Optional<String> name = Optional.ofNullable(getName()); // Может вернуть null
String result = name
    .map(String::toUpperCase)
    .filter(s -> s.length() > 3)
    .orElse("DEFAULT");
System.out.println(result); // Выведет преобразованное значение или "DEFAULT"

Этот пример демонстрирует цепочку вызовов, характерную для функционального программирования, где Optional используется для обработки значения с возможностью отсутствия.

Преимущества Optional
Безопасность от NPE: Optional явно указывает на возможность отсутствия значения, заставляя разработчика обрабатывать этот случай.
Читаемость кода: Код с Optional более выразителен, так как сигнализирует о потенциальном отсутствии значения.
Избежание явного null: Уменьшает использование проверок if (value != null), делая код чище.
Интеграция с функциональным программированием: Методы map, flatMap и filter позволяют использовать Optional в цепочках обработки данных, интегрируясь с Stream API.

Практическое использование Optional

Интеграция со Stream API
Optional часто используется в связке со Stream API для обработки данных, которые могут отсутствовать. Например:

Optional<User> user = findUserById(123);
Stream<User> userStream = user.stream(); // Преобразует Optional в Stream
userStream.forEach(System.out::println);

Метод stream() (добавлен в Java 9) позволяет преобразовать Optional в Stream, содержащий либо одно значение, либо пустой.

Обработка вложенных объектов
Optional особенно полезен при работе с цепочками объектов, где каждое звено может быть null. Без Optional код выглядел бы так:

String city = null;
if (user != null && user.getAddress() != null && user.getAddress().getCity() != null) {
    city = user.getAddress().getCity();
}

С использованием Optional код становится более компактным:

String city = Optional.ofNullable(user)
    .map(User::getAddress)
    .map(Address::getCity)
    .orElse("Unknown");

Метод flatMap полезен, если методы возвращают Optional:

Optional<String> city = Optional.ofNullable(user)
    .flatMap(u -> Optional.ofNullable(u.getAddress()))
    .flatMap(a -> Optional.ofNullable(a.getCity()));

Использование в API
Optional часто применяется в публичных API для возврата значений, которые могут отсутствовать. Например, метод Map.getOrDefault может быть заменен на Optional:

Map<String, String> map = new HashMap<>();
Optional<String> value = Optional.ofNullable(map.get("key"));

#Java #Training #Medium #Optional

👍2

88 views07:59

Java for Beginner

Антипаттерны и ограничения

Использование Optional для полей класса: Optional не предназначен для хранения состояния в полях класса, так как он не сериализуем (Optional не реализует Serializable). Вместо этого используйте null для полей или коллекции.

// Антипаттерн
public class User {
    private Optional<String> name; // Не рекомендуется
}

Чрезмерное использование isPresent(): Проверки isPresent() с последующим вызовом get() сводят на нет преимущества Optional:

// Антипаттерн
if (optional.isPresent()) {
    return optional.get();
}

Вместо этого используйте orElse, orElseGet или map:

return optional.orElse(defaultValue);

Передача Optional в методы: Передача Optional в качестве аргумента метода может усложнить API. Лучше передавать значение или null:

// Антипаттерн
void process(Optional<String> value) { ... }

// Лучше
void process(String value) { ... }

Производительность: Создание объектов Optional в циклах или в высокопроизводительных системах может привести к накладным расходам. В таких случаях рассмотрите использование null или оптимизируйте код.
Сериализация: Optional не реализует Serializable, что делает его непригодным для использования в сериализуемых классах. Если сериализация необходима, преобразуйте Optional в null или значение перед сохранением.
Потокобезопасность: Optional не является потокобезопасным, так как он не предназначен для конкурентного доступа. Если значение внутри Optional изменяется в многопоточной среде, используйте синхронизацию или потокобезопасные альтернативы.

Производительность и оптимизация
Создание объектов: Каждый вызов Optional.of или ofNullable создает новый объект (кроме empty(), который использует синглтон). В критически важных участках кода минимизируйте создание Optional.
Кэширование: Если Optional возвращается часто используемым методом, рассмотрите кэширование результата, чтобы избежать повторного создания объектов.
Ленивые вычисления: Используйте orElseGet вместо orElse, если альтернативное значение требует вычислений:

// Менее эффективно
String result = optional.orElse(computeExpensiveDefault());

// Более эффективно
String result = optional.orElseGet(() -> computeExpensiveDefault());

Рекомендации

- Используйте Optional только там, где это имеет смысл: Применяйте Optional для возвращаемых значений методов, где отсутствие значения — это ожидаемый сценарий. Не используйте его для всех случаев, чтобы избежать ненужной сложности.
- Интеграция с функциональными API: Максимально используйте методы map, flatMap и filter для обработки данных в функциональном стиле. Это улучшает читаемость и поддерживаемость кода.
- Проверка на обратную совместимость: Если вы разрабатываете публичное API, учитывайте, что клиенты на Java 7 и ниже не смогут использовать Optional. В таких случаях предоставляйте альтернативные методы, возвращающие null.
- Тестирование: Убедитесь, что тесты покрывают оба случая — присутствие и отсутствие значения в Optional. Это гарантирует корректную обработку всех сценариев.
- Рефакторинг старого кода: При рефакторинге кода, использующего null, заменяйте проверки на Optional, но только если это улучшает читаемость и безопасность. Не заменяйте null на Optional механически.

Пример реального сценария

Предположим, у нас есть сервис, который возвращает информацию о пользователе:

public class UserService {
    public Optional<User> findUserById(long id) {
        // Имитация поиска в базе данных
        return id == 123 ? Optional.of(new User("Alice")) : Optional.empty();
    }

    public Optional<String> getUserCity(long id) {
        return findUserById(id)
            .flatMap(user -> Optional.ofNullable(user.getAddress()))
            .flatMap(address -> Optional.ofNullable(address.getCity()));
    }
}

Этот код демонстрирует, как Optional используется для безопасной обработки цепочки объектов, где каждое звено может быть отсутствующим.

#Java #Training #Medium #Optional

👍2

100 views07:59

About

Blog

Apps

Platform