Java 中从集合创建空安全的 Stream

1. 概述

本文将介绍如何从 Java 集合中创建空安全（null-safe）的 Stream，避免因 null 引用导致运行时 NullPointerException。

要理解本文内容，需具备 Java 8 的以下知识基础：

方法引用（Method References）
Lambda 表达式
Optional 类
Stream API

如果对上述内容不熟悉，建议先阅读以下文章：

2. Maven 依赖

某些方案需要引入 Apache Commons Collections 库：

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-collections4</artifactId>
    <version>4.5.0-M2</version>
</dependency>

该依赖可在 Maven Central 获取。

⚠️ 注意：如果你的项目不允许引入第三方库，方案 4.2 就得 pass 掉。

3. 从集合创建 Stream 的基本方式

最直接的方式是调用集合的 .stream() 或 .parallelStream() 方法：

Collection<String> collection = Arrays.asList("a", "b", "c");
Stream<String> streamOfCollection = collection.stream();

实际开发中，我们常封装成方法，比如：

public Stream<String> collectionAsStream(Collection<String> collection) {
    return collection.stream();
}

❌ 踩坑警告：如果传入的 collection 是 null，上面这行代码会直接抛出 NullPointerException。

所以，问题来了：如何让这个 Stream 创建过程对 null 更 robust？

4. 让集合生成的 Stream 支持 null 安全

4.1. 手动判空（简单粗暴但不优雅）

最直观的方式是在调用 .stream() 前加个 null 判断：

public Stream<String> collectionAsStream(Collection<String> collection) {
    return collection == null 
      ? Stream.empty() 
      : collection.stream();
}

✅ 优点：逻辑清晰，不依赖外部库。
❌ 缺点：

判空代码干扰业务逻辑，降低可读性
用 null 表示“无值”在 Java 8+ 已被认为是过时做法
空集合（empty）和 null 集合语义不同：前者是“查到了但没数据”，后者可能是“压根没查到结果或出错了”

📌 小贴士：空集合 ≠ null 集合，语义差异要搞清楚。

4.2. 使用 Apache Commons 的 `CollectionUtils.emptyIfNull`

Apache Commons Collections 提供了 CollectionUtils.emptyIfNull() 方法，能将 null 转为不可变的空集合：

import org.apache.commons.collections4.CollectionUtils;

public Stream<String> collectionAsStream(Collection<String> collection) {
    return CollectionUtils.emptyIfNull(collection).stream();
}

✅ 优点：代码简洁，一行搞定。
❌ 缺点：强依赖 commons-collections4，有些公司技术栈不允许引入。

📌 适用场景：项目已引入 Commons，或者团队允许使用。

4.3. 使用 Java 8 的 `Optional`（推荐方案）

这才是 Java 8+ 的正确打开方式。用 Optional 来优雅处理可能为 null 的集合：

public Stream<String> collectionToStream(Collection<String> collection) {
    return Optional.ofNullable(collection)
      .map(Collection::stream)
      .orElseGet(Stream::empty);
}

我们来拆解一下这行代码的执行流程：

✅ Optional.ofNullable(collection)
- 如果 collection != null → 返回 Optional<Collection>
- 如果 collection == null → 返回空的 Optional
✅ .map(Collection::stream)
- 只有 Optional 有值时才会执行 collection.stream()
- 如果 Optional 为空，map 不执行，直接跳过
✅ .orElseGet(Stream::empty)
- 如果前面 Optional 为空（即原集合为 null），则返回一个空 Stream

✅ 优点：

无外部依赖
语义清晰，符合函数式编程风格
充分利用了 Java 8 的 Optional 特性

📌 结论：这是最推荐的方案，兼顾安全性、可读性和现代 Java 风格。

4.4. 使用 Java 9 的 `Stream.ofNullable`（进阶用法）

注意，Stream.ofNullable 并不是用来处理“集合为 null”的，而是处理“集合中元素为 null”的场景。

比如，你想过滤掉集合中的 null 元素，可以这样写：

Stream<String> collectionAsStream(Collection<String> collection) {  
    return collection.stream()
                     .flatMap(s -> Stream.ofNullable(s));
}

📌 解释：

Stream.ofNullable(s)：如果 s != null，返回单元素 Stream；如果 s == null，返回空 Stream
flatMap 会把每个元素映射成一个 Stream，然后“拍平”成一个整体 Stream
最终效果：自动过滤掉 null 元素

⚠️ 注意：这个方法不能解决集合本身为 null 的问题！如果 collection 是 null，.stream() 依然会 NPE。

所以它和前面几个方案不冲突，更多是互补关系。

5. 总结

方案	是否推荐	说明
✅ 手动判空	⚠️ 一般	简单但破坏代码美感
✅ Commons `emptyIfNull`	✅ 可选	依赖第三方库
✅ `Optional.ofNullable` + `map` + `orElseGet`	✅✅✅ 强烈推荐	无依赖，语义清晰，Java 8 正道
✅ `Stream.ofNullable`	✅ 场景专用	用于处理元素为 null，非集合为 null

📌 最终建议：

如果你在写公共库或追求代码质量，优先使用 Optional 方案
如果项目已引入 Commons，emptyIfNull 也完全可用
Stream.ofNullable 适合处理“元素可能为空”的流式过滤场景

💡 源码已上传 GitHub：https://github.com/baeldung/tutorials/tree/master/core-java-modules/core-java-collections-2

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