Java中怎樣處理空指針異常

Posted on by

程序中的變量是 null，就意味著它沒有引用指向或者說沒有指針。這時，我們對這個變量進行任何操作，都必然會引發空指針異常，在 Java 中就是 NullPointerException。那麼，空指針異常容易在哪些情況下出現，又應該如何修復呢？

空指針異常雖然惱人但好在容易定位，更麻煩的是要弄清楚 null 的含義。比如，客戶端給服務端的一個數據是 null，那麼其意圖到底是給一個空值，還是沒提供值呢？再比如，數據庫中字段的 NULL 值，是否有特殊的含義呢，針對數據庫中的 NULL 值，寫 SQL 需要特別註意什麼呢？

今天，就讓我們帶著這些問題開始 null 的踩坑之旅吧。

NullPointerException 是 Java 代碼中最常見的異常，我將其最可能出現的場景歸為以下 5 種：

  • 參數值是 Integer 等包裝類型，使用時因為自動拆箱出現瞭空指針異常；
  • 字符串比較出現空指針異常；
  • 諸如 ConcurrentHashMap 這樣的容器不支持 Key 和 Value 為 null，強行 put null 的 Key 或 Value 會出現空指針異常；
  • A 對象包含瞭 B，在通過 A 對象的字段獲得 B 之後，沒有對字段判空就級聯調用 B 的方法出現空指針異常；方法或遠程服務返回的 List 不是空而是 null，沒有進行判空就直接調用 List 的方法出現空指針異常。
private List<String> wrongMethod(FooService fooService, Integer i, String s, String t) {
    log.info("result {} {} {} {}", i + 1, s.equals("OK"), s.equals(t),
            new ConcurrentHashMap<String, String>().put(null, null));
    if (fooService.getBarService().bar().equals("OK"))
        log.info("OK");
    return null;
}

@GetMapping("wrong")
public int wrong(@RequestParam(value = "test", defaultValue = "1111") String test) {
    return wrongMethod(test.charAt(0) == '1' ? null : new FooService(),
            test.charAt(1) == '1' ? null : 1,
            test.charAt(2) == '1' ? null : "OK",
            test.charAt(3) == '1' ? null : "OK").size();
}

class FooService {
    @Getter
    private BarService barService;

}

class BarService {
    String bar() {
        return "OK";
    }
}

修復思路如下：

  • 對於 Integer 的判空，可以使用 Optional.ofNullable 來構造一個 Optional，然後使用 orElse(0) 把 null 替換為默認值再進行 +1 操作。對於 String 和字面量的比較，可以把字面量放在前面，比如"OK".equals(s)，這樣即使 s 是 null 也不會出現空指針異常；而對於兩個可能為 null 的字符串變量的 equals 比較，可以使用 Objects.equals，它會做判空處理。

  • 對於 ConcurrentHashMap，既然其 Key 和 Value 都不支持 null，修復方式就是不要把 null 存進去。HashMap 的 Key 和 Value 可以存入 null，而 ConcurrentHashMap 看似是 HashMap 的線程安全版本，卻不支持 null 值的 Key 和 Value，這是容易產生誤區的一個地方。

  • 對於類似 fooService.getBarService().bar().equals(“OK”) 的級聯調用，需要判空的地方有很多，包括 fooService、getBarService() 方法的返回值，以及 bar 方法返回的字符串。如果使用 if-else 來判空的話可能需要好幾行代碼，但使用 Optional 的話一行代碼就夠瞭。

  • 對於 rightMethod 返回的 List，由於不能確認其是否為 null，所以在調用 size 方法獲得列表大小之前，同樣可以使用 Optional.ofNullable 包裝一下返回值，然後通過.orElse(Collections.emptyList()) 實現在 List 為 null 的時候獲得一個空的 List，最後再調用 size 方法。

private List<String> rightMethod(FooService fooService, Integer i, String s, String t) {
    log.info("result {} {} {} {}", Optional.ofNullable(i).orElse(0) + 1, "OK".equals(s), Objects.equals(s, t), new HashMap<String, String>().put(null, null));
    Optional.ofNullable(fooService)
            .map(FooService::getBarService)
            .filter(barService -> "OK".equals(barService.bar()))
            .ifPresent(result -> log.info("OK"));
    return new ArrayList<>();
}

@GetMapping("right")
public int right(@RequestParam(value = "test", defaultValue = "1111") String test) {
    return Optional.ofNullable(rightMethod(test.charAt(0) == '1' ? null : new FooService(),
            test.charAt(1) == '1' ? null : 1,
            test.charAt(2) == '1' ? null : "OK",
            test.charAt(3) == '1' ? null : "OK"))
            .orElse(Collections.emptyList()).size();
}

  • 我們根據業務需要分別對姓名、年齡和昵稱進行更新：對於姓名，我們認為客戶端傳 null 是希望把姓名重置為空，允許這樣的操作，使用 Optional 的 orElse 方法一鍵把空轉換為空字符串即可。

  • 對於年齡，我們認為如果客戶端希望更新年齡就必須傳一個有效的年齡，年齡不存在重置操作，可以使用 Optional 的 orElseThrow 方法在值為空的時候拋出 IllegalArgumentException。

  • 對於昵稱，因為數據庫中姓名不可能為 null，所以可以放心地把昵稱設置為 guest 加上數據庫取出來的姓名。

@PostMapping("right")
public UserEntity right(@RequestBody UserDto user) {
    if (user == null || user.getId() == null)
        throw new IllegalArgumentException("用戶Id不能為空");

    UserEntity userEntity = userEntityRepository.findById(user.getId())
            .orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("用戶不存在"));

    if (user.getName() != null) {
        userEntity.setName(user.getName().orElse(""));
    }
    userEntity.setNickname("guest" + userEntity.getName());
    if (user.getAge() != null) {
        userEntity.setAge(user.getAge().orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("年齡不能為空")));
    }
    return userEntityRepository.save(userEntity);
}

到此這篇關於Java中怎樣處理空指針異常的文章就介紹到這瞭,更多相關Java 空指針異常內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

推薦閱讀：