前言

空指針異常是導(dǎo)致java程序運(yùn)行中斷最常見的原因，相信每個(gè)程序猿都碰見過，也就是NullPointException，我們通常簡稱為NPE，為了提高我們寫的代碼的健壯性，本文告訴大家如何優(yōu)雅避免NPE。

出現(xiàn)空指針異常的情況

訪問空對(duì)象的屬性或調(diào)用空對(duì)象的方法

當(dāng)一個(gè)對(duì)象是null時(shí)，試圖訪問一個(gè)對(duì)象的屬性或調(diào)用其方法，就會(huì)觸發(fā)空指針異常。

代碼示例

String text = null;
int length = text.length();

User user = null;
String userName = user.getUserName();

數(shù)組為null或者數(shù)組元素為null

當(dāng)嘗試訪問數(shù)組中的某個(gè)索引處的元素，而該元素為null時(shí)，同樣會(huì)導(dǎo)致空指針異常。

String[] strs = null;
int length = strs.length;

String[] strs = new String[3];  
int length = strs[2].length();

集合中null元素訪問

當(dāng)集合中存在null元素，當(dāng)我們遍歷集合，訪問到這個(gè)元素的屬性或者方法時(shí)也會(huì)拋出NPE，這種情況也會(huì)出現(xiàn)在我們的日常開發(fā)中，有時(shí)候就會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)問題導(dǎo)致這種情況發(fā)生，常常也莫名其妙。。。。

List<String> list = Lists.newArrayList();  
list.add(null);  
System.out.println(list.get(0).length());

調(diào)用的方法返回null

調(diào)用某個(gè)方法，期望其返回一個(gè)非null的對(duì)象，但實(shí)際返回了null。當(dāng)然這種情況等同于訪問空對(duì)象的屬性或者方法。這在實(shí)際開發(fā)過程中極易出現(xiàn)的一種情況。比如我們使用Mybatis從數(shù)據(jù)庫中查詢一條記錄時(shí)，數(shù)據(jù)不存在，就會(huì)返回null。這種情況尤為注意。

使用基本數(shù)據(jù)類型的包裝類

在使用基本數(shù)據(jù)類型的包裝類時(shí)，如果未正確初始化，再轉(zhuǎn)成int時(shí)，可能導(dǎo)致空指針異常。

Integer i = null;  
int num = i;

避免NPE的幾種方式

訪問對(duì)象前要謹(jǐn)慎

在使用對(duì)象之前，始終檢查它是否為null。這包括方法參數(shù)、返回值以及對(duì)象的屬性。在訪問對(duì)象的方法或?qū)傩灾?，使用條件語句判斷對(duì)象是否為null。比如我們在訪問User對(duì)象前，一定要判null。

如果對(duì)象訪問不可避免時(shí)，我們也要遵循以下規(guī)則：

在使用對(duì)象之前，始終檢查它是否為null

包括方法參數(shù)、返回值以及對(duì)象的屬性。在訪問對(duì)象的方法或?qū)傩灾?，使用條件語句判斷對(duì)象是否為null。比如我們在訪問User對(duì)象前，一定要判null。

User user = new User();  
if (user != null){  
    String userName = user.getUserName();  
    Address address = user.getAddress();  
    if (address != null){  
        String coutry = address.getCountry();  
    }  
}

或者我們的user是從一個(gè)方法中獲取的，例如數(shù)據(jù)庫中查詢，那么我們在訪問這個(gè)對(duì)象前，一定要判null，如果為null要拋出對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)異常，然后我們就可以在接口響應(yīng)中對(duì)應(yīng)返回錯(cuò)誤的信息即可，此時(shí)就算是一個(gè)正常的流程了。這點(diǎn)尤為重要，一定要注意。

User user = userManager.getUserById(Long userId);
if (user == null){
	throw new ServiceException(""當(dāng)前查詢的對(duì)象不存在);
}

當(dāng)然如果使我們在寫User getUserById(Long id)返回對(duì)象或者List<User> listUserByIds(List<Long> idList)時(shí)我們可以不返回null，可以返回一個(gè)對(duì)象默認(rèn)信息或者一個(gè)空集合，這樣調(diào)用方就不會(huì)出現(xiàn)NPE風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)然我們不強(qiáng)制返回一個(gè)對(duì)象或者空集合，但是必須添加注釋充分 說明什么情況下會(huì)返回null值。這也是阿里巴巴開發(fā)手冊規(guī)約的建議。

 從已知的String對(duì)象中調(diào)用equals()和equalsIgnoreCase()方法，而非未知對(duì)象。

總是從已知的非空String對(duì)象中調(diào)用equals()方法。因?yàn)閑quals()方法是對(duì)稱的，調(diào)用a.equals(b)和調(diào)用b.equals(a)是完全相同的，這也是為什么程序員對(duì)于對(duì)象a和b這么不上心。如果調(diào)用者是空指針，這種調(diào)用可能導(dǎo)致一個(gè)空指針異常

Object unknownObject = null ;
 
//錯(cuò)誤方式 – 可能導(dǎo)致 NullPointerException
if (unknownObject.equals( "knownObject" )){
   System.err.println( "This may result in NullPointerException if unknownObject is null" );
}
 
//正確方式 - 即便 unknownObject是null也能避免NullPointerException
if ( "knownObject" .equals(unknownObject)){
   System.err.println( "better coding avoided NullPointerException" );
}

 當(dāng)valueOf()和toString()返回相同的結(jié)果時(shí)，寧愿使用前者。

因?yàn)檎{(diào)用null對(duì)象的toString()會(huì)拋出空指針異常，如果我們能夠使用valueOf()獲得相同的值，那寧愿使用valueOf()，傳遞一個(gè)null給valueOf()將會(huì)返回“null”，尤其是在那些包裝類，像Integer、Float、Double和BigDecimal。

BigDecimal bd = getPrice();
System.out.println(String.valueOf(bd)); //不會(huì)拋出空指針異常
System.out.println(bd.toString()); //拋出 "Exception in thread "main"

使用Optional類

JDK8以上版本提供了Optional類，它是一個(gè)容器對(duì)象，可用于包裝可能為null的值。我們可以使用它判斷null問題，同時(shí)也解決了多層級(jí)訪問問題，配合使用orElse時(shí)，會(huì)先執(zhí)行orElse方法，然后執(zhí)行邏輯代碼，不管是否出現(xiàn)了空指針。

//獲取user對(duì)象中的Country屬性，如果為空則會(huì)存儲(chǔ)一個(gè)空字符串到country中
String country = Optional.ofNullable(user)  
        .map(User::getAddress)  
        .map(Address::getCountry)  
        .orElse("");
//獲取user對(duì)象中的Country屬性，如果Country屬性為空則會(huì)存儲(chǔ)一個(gè)空字符串到country中
String country = Optional.ofNullable(user)  
        .map(User::getAddress)  
        .map(Address::getCountry)  
        .orElseGet(() -> defaultContry());

private String defaultContry(){
	return "CN";
}

我們還可以使用orElseThrow()方法，當(dāng)Optional中的對(duì)象是一個(gè)null時(shí)我們直接拋出異常：

String userName = Optional
.ofNullable(user)
.map(User::getUserName)
.orElseThrow(() -> new ServiceException("當(dāng)前用戶信息不存在"));

定義數(shù)據(jù)庫中的字段是否可為空。

如果你在使用數(shù)據(jù)庫來保存你的域名對(duì)象，如Customers，Orders 等，你需要在數(shù)據(jù)庫本身定義是否為空的約束。因?yàn)閿?shù)據(jù)庫會(huì)從很多代碼中獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫中有是否為空的檢查可以確保你的數(shù)據(jù)健全。在數(shù)據(jù)空中維護(hù)null約束同樣可以幫助你減少Java代碼中的空指針檢查。當(dāng)從數(shù)據(jù)庫中加載一個(gè)對(duì)象是你會(huì)明確，哪些字段是可以為null的，而哪些不能，這可以使你代碼中不必要的!= null檢查最少化。

使用斷言避免空指針

使用Java斷言（assert）來檢查變量是否為null。但要注意，斷言通常在開發(fā)和測試階段啟用，而在生產(chǎn)環(huán)境中可能被禁用（在生產(chǎn)環(huán)境中，通常不會(huì)啟用斷言以避免不必要的性能開銷以及防止?jié)撛诘腻e(cuò)誤信息泄漏）。

User user = new User();
//使用斷言確保 user 對(duì)象不為 null。如果 user 為 null，則會(huì)拋出 AssertionError，
//并顯示消息 "user should not be null"。
assert user != null : "user should not be null";
Address address = user.getAddress();  
assert address != null : "address should not be null";  
String coutry = address.getCountry();

使用@Nullable注解

使用javax.annotation.Nullable注解，@Nullable注解通常用于標(biāo)記一個(gè)方法的參數(shù)、返回值或者字段可能為null。這個(gè)注解并非Java標(biāo)準(zhǔn)庫的一部分，但在一些第三方庫（如JSR 305庫中的javax.annotation.Nullable，以及Google Guava和JetBrains的Kotlin標(biāo)準(zhǔn)庫等）中廣泛使用，并且被許多IDE和靜態(tài)分析工具支持。以便在編譯期或開發(fā)工具中提示可能的NPE風(fēng)險(xiǎn)。

@Nullable  
private static User getUserById(Long userId){  
    return null;  
}  
  
private static void handlerUser(@Nullable User user){  
    System.out.println(user.getUserName());  
}

public static void main(String[] args) {  
  Long userId = 0L;  
  User user = getUserById(userId);  
  String userName = user.getUserName();  
  handlerUser(user);  
}

此時(shí)IDEA就會(huì)警告會(huì)出現(xiàn)NPE風(fēng)險(xiǎn)

避免從方法中返回空指針，而是返回空collection或者空數(shù)組。

這個(gè)Java最佳實(shí)踐或技巧由Joshua Bloch在他的書Effective Java中提到。這是另外一個(gè)可以更好的使用Java編程的技巧。通過返回一個(gè)空collection或者空數(shù)組，你可以確保在調(diào)用如size(),length()的時(shí)候不會(huì)因?yàn)榭罩羔槷惓１罎ⅰollections類提供了方便的空List，Set和Map: Collections.EMPTY_LIST，Collections.EMPTY_SET，Collections.EMPTY_MAP。這里是實(shí)例。

public List getOrders(Customer customer){
   List result = Collections.EMPTY_LIST;
   return result;
}

使用null安全的方法和庫 有很多開源庫已經(jīng)為您做了繁重的空指針檢查工作。

其中最常用的一個(gè)的是Apache commons 中的StringUtils。你可以使用StringUtils.isBlank()，isNumeric()，isWhiteSpace()以及其他的工具方法而不用擔(dān)心空指針異常。

//StringUtils方法是空指針安全的，他們不會(huì)拋出空指針異常
System.out.println(StringUtils.isEmpty( null ));
System.out.println(StringUtils.isBlank( null ));
System.out.println(StringUtils.isNumeric( null ));
System.out.println(StringUtils.isAllUpperCase( null ));
 
Output:
true
true
false
false

補(bǔ)充

在JDK 17中引入的Helpful NullPointerExceptions特性確實(shí)增強(qiáng)了空指針異常信息的準(zhǔn)確性與可用性。當(dāng)發(fā)生NullPointerException時(shí)，JVM現(xiàn)在能夠提供更精確的位置信息，特別是在鏈?zhǔn)秸{(diào)用場景下，它會(huì)指出導(dǎo)致空指針異常的具體對(duì)象引用。這有助于開發(fā)者更快地定位到代碼中的問題所在，無需通過堆棧跟蹤逐層分析來判斷哪個(gè)對(duì)象引用為null。假如我們訪問user.getAddress().getCountry().length()時(shí)，在JDK17以前，如果發(fā)生了空指針異常，他只會(huì)打印出來發(fā)生了空指針異常，但是并沒有告知到底是user對(duì)象還是address對(duì)象還是coutnry發(fā)生了異常：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at com.study.base.core.base.NpeTest.main(NpeTest.java:23)

但是在JDK17以后，借助Helpful NullPointerExceptions特性，異常信息將更加精確，可能會(huì)類似打印這樣的信息，精確到哪個(gè)值發(fā)生了空指針異常：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "Address.getCountry()" because "user.address" is null
	at com.study.base.core.base.NpeTest.main(NpeTest.java:23)

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Java如何優(yōu)雅地避免空指針異常(NullPointerException)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java避免空指針異常內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！