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如果一個Java程序到處拋出NullPointerException，那么我們可能會各種吐槽代碼的質量。但是我們的項目又經常會拋出空指針異常，空指針異常必然常伴Java程序員。為此我們需要了解一些它嘍，NullPointerException是Java中一個常見的RuntimeException，正如阿里的Java開發手冊所說，對于Java程序員來說防止NPE是一種基本素養。今天我們盤一下NullPointerException。

1 NullPointerException以及其產生的場景

Java中定義：在應用程序中嘗試使用null時會拋出異常。

其中以下的情況會產生NullPointerException

調用空對象的方法，
訪問或者修改對象的字段值時
獲取一個空對象（數組）的長度時，
修改或者回取null數組的一個元素或者值時
拋出異常時，拋出null。

以上是針對各種具體發生異常的情況，而對于日常使用過程中，可能拋出空指針異常的情景非常多，我們常用的手冊中提到了以下幾種NPE產生的實際使用場景。

返回類型為基本數據類型，return包裝數據類型的對象時，自動拆箱有可能產生NPE。
數據庫的查詢結果可能為null。
集合里的元素即使isNotEmpty，取出的數據元素也可能為null。
遠程調用返回對象時，一律要求進行空指針判斷，防止NPE。
對于Session中獲取的數據，建議進行NPE檢查，避免空指針。
級聯調用obj.getA().getB().getC()；一連串調用，易產生NPE。

自動拆箱的NPE

如下代碼中，代碼邏輯出現問題的話，返回就是null。

public int count(){
    Integer integer = null;
    。。。。。。
    return integer;
}

同理如下代碼也是同樣的問題，均屬于自動拆裝箱時的NPE問題。

public static Boolean callSuccess(){
    return null;

};

從集合取出的值直接使用會遇到NPE.

Map< String,String > map= new HashMap<  >();
map.get("test").equals("test");

2 NPE處理以及如何避免

一般程序中需要處理NPE的地方隨處可見，常見的NPE預防介紹如下幾種方法。

2.1 如果是鏈式get這種推薦使用Optional進行處理

如下代碼

public class Department {
    private String departmentName;
    private Company company;
    ...
}
public class Group {
    private Department department;
    ...
}
public class Employee {
    private String staffName;
    private Group group;
    ...
}

如果程序中需要如此調用

employee.getGroup().getDepartment().getDepartmentName();

那么每一處均可能出現NullPointerException，如果我們寫成下面這樣。

if (employee != null){
    if(employee.getGroup() != null){
        if(employee.getGroup().getDepartment() != null){
            String departmentName =    employee.getGroup().getDepartment().getDepartmentName();
        }
    }
}

if嵌套大軍來襲，爾等還不下馬受死。

上述if嵌套看起來的確很不美觀，使用Optional可以比較容易的避免這些if判斷，代碼也會優雅不少。

下面不管哪一層為null返回均為Default。

String s = Optional.ofNullable(employee)
        .map(Employee::getGroup)
        .map(Group::getDepartment)
        .map(Department::getDepartmentName).orElse("Default");

或者使用如下方法，如果某一層為null則返回Supplier的執行結果。

String s1 = Optional.ofNullable(employee)
        .map(Employee::getGroup)
        .map(Group::getDepartment)
        .map(Department::getDepartmentName).orElseGet(() - > {
            return "Supplier default";
        });

2.2 主動進行參數檢查，對方法中傳入的參數進行檢驗

大部分的源碼中使用的基礎檢查均會檢查null

public static String testString(String str) throws Exception {
    if (str == null){
        throw new Exception("param can't be null");
    }
    return str;
}

2.3 在已知字符串上使用equals()，equalsIgnoreCase()等方法。

"knownObject".equals(unknownObject)

2.4 盡量避免方法中返回null

一些返回數組或者List的方法，如果沒有值，盡量返回空集合，避免返回null。

2.5 新版本中Java輸出的NullPointException詳細信息

Java14 可以使用增強異常信息來查看NullPointerException的詳細錯誤信息。Java17已經默認開啟。

java -XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages NPTDemo

使用Java17執行如下語句及NullPointException的輸出

Map< String,String > map= new HashMap<  >();
map.get("test").equals("test");

E:Javajdk-17.0.1bin >java NPTDemo
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "String.equals(Object)" because the return value of "java.util.Map.get(Object)" is null
        at NPTDemo.main(NPTDemo.java:24)