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Optional 从 Java 8 到 21 的演进之路

news 2025/8/28 7:59:24

在 Java 世界里，Optional 的出现被视为对 空指针异常（NPE） 的一次“官方回应”。
从 JDK 8 引入，到 JDK 21 与模式匹配结合，Optional 的功能逐步增强，越来越贴近函数式风格。本文将带你按时间线梳理它的演进之路。

一、Java 8：Optional 初登场

在 JDK 8（2014）中，Optional<T> 被引入，用来表示一个可能存在或不存在的值。
它最初的目标是：避免返回 null，提升 API 可读性。

核心方法：

Optional<String> opt = Optional.of("Hello");
Optional<String> empty = Optional.empty();System.out.println(opt.isPresent()); // true
System.out.println(empty.isPresent()); // false// 取值
System.out.println(opt.get()); // Hello// 安全取值
System.out.println(opt.orElse("default")); // Hello
System.out.println(empty.orElse("default")); // default

缺点也很明显：

if (opt.isPresent()) ... 写法依然啰嗦；
没有流式 API 结合；
没有提供“有值/无值双分支”的优雅处理。

二、Java 9：实用方法增强

JDK 9（2017）给 Optional 加入了 三个关键增强，极大提升了实用性。

1. `ifPresentOrElse()`

直接表达 有值时执行 A，没值时执行 B。

Optional<String> opt = Optional.of("Java9");opt.ifPresentOrElse(v -> System.out.println("Value: " + v),() -> System.out.println("No value")
);
// 输出：Value: Java9

2. `or()`

在空值时返回另一个 Optional，方便级联。

Optional<String> opt = Optional.empty();String result = opt.or(() -> Optional.of("fallback")).get();System.out.println(result); // fallback

3. `stream()`

把 Optional 转换为 0 或 1 个元素的 Stream，与流式操作无缝衔接。

List<String> list = Optional.of("A").stream().map(String::toLowerCase).toList();System.out.println(list); // [a]

👉 这一增强使得 Optional 与 Stream API 结合更自然，成为函数式写法的“好搭档”。

三、Java 10 ~ 20：平稳期

在 JDK 10 到 JDK 20 期间，Optional 本身没有新增方法，但它受益于 Stream API 与 Collectors 的增强。

一个常见的例子是 flatMapping 与 Optional.stream() 结合：

Stream<Optional<String>> stream = Stream.of(Optional.of("x"), Optional.empty());List<String> result = stream.flatMap(Optional::stream)  // 自动展开非空值.toList();System.out.println(result); // [x]

👉 虽然 Optional 本身没变，但它在函数式编程场景中的地位越来越稳固。

四、Java 21：模式匹配加持

JDK 21（2023 LTS）虽然没有为 Optional 新增方法，但它和 模式匹配 for switch 结合后，逻辑更优雅。

如果要用 switch + Optional，你可以这样写：

Optional<String> opt = Optional.of("Java21");switch (opt) {case Optional<String> o when o.isPresent() -> System.out.println("Value: " + o.get());case Optional<String> o -> System.out.println("Empty");
}

这里用的是 守卫（when 子句），它在 JDK 21 里已经是预览特性（需要加 --enable-preview 编译/运行）。

五、总结：Optional 的演进路线

版本	特性增强
Java 8	`Optional` 初版：of, empty, get, orElse, ifPresent…
Java 9	`ifPresentOrElse()`、`or()`、`stream()`
Java 10–20	无直接增强，但受益于 Stream API 的升级
Java 21	可结合模式匹配 for switch 优雅解包