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NullPointerException

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在所有的RuntimeException异常中,Java程序员最熟悉的恐怕就是NullPointerException了。

NullPointerException即空指针异常,俗称NPE。如果一个对象为null,调用其方法或访问其字段就会产生NullPointerException,这个异常通常是由JVM抛出的,例如:

// NullPointerException
----
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s = null;
        System.out.println(s.toLowerCase());
    }
}

指针这个概念实际上源自C语言,Java语言中并无指针。我们定义的变量实际上是引用,Null Pointer更确切地说是Null Reference,不过两者区别不大。

处理NullPointerException

如果遇到NullPointerException,我们应该如何处理?首先,必须明确,NullPointerException是一种代码逻辑错误,遇到NullPointerException,遵循原则是早暴露,早修复,严禁使用catch来隐藏这种编码错误:

// 错误示例: 捕获NullPointerException
try {
    transferMoney(from, to, amount);
} catch (NullPointerException e) {
}

好的编码习惯可以极大地降低NullPointerException的产生,例如:

成员变量在定义时初始化:

public class Person {
    private String name = "";
}

使用空字符串""而不是默认的null可避免很多NullPointerException,编写业务逻辑时,用空字符串""表示未填写比null安全得多。

返回空字符串""、空数组而不是null

public String[] readLinesFromFile(String file) {
    if (getFileSize(file) == 0) {
        // 返回空数组而不是null:
        return new String[0];
    }
    ...
}

这样可以使得调用方无需检查结果是否为null

如果调用方一定要根据null判断,比如返回null表示文件不存在,那么考虑返回Optional<T>

public Optional<String> readFromFile(String file) {
    if (!fileExist(file)) {
        return Optional.empty();
    }
    ...
}

这样调用方必须通过Optional.isPresent()判断是否有结果。

定位NullPointerException

如果产生了NullPointerException,例如,调用a.b.c.x()时产生了NullPointerException,原因可能是:

  • anull
  • a.bnull
  • a.b.cnull

确定到底是哪个对象是null以前只能打印这样的日志:

System.out.println(a);
System.out.println(a.b);
System.out.println(a.b.c);

从Java 14开始,如果产生了NullPointerException,JVM可以给出详细的信息告诉我们null对象到底是谁。我们来看例子:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        System.out.println(p.address.city.toLowerCase());
    }
}

class Person {
    String[] name = new String[2];
    Address address = new Address();
}

class Address {
    String city;
    String street;
    String zipcode;
}

可以在NullPointerException的详细信息中看到类似... because "<local1>.address.city" is null,意思是city字段为null,这样我们就能快速定位问题所在。

这种增强的NullPointerException详细信息是Java 14新增的功能,但默认是关闭的,我们可以给JVM添加一个-XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages参数启用它:

java -XX:+ShowCodeDetailsInExceptionMessages Main.java

小结

NullPointerException是Java代码常见的逻辑错误,应当早暴露,早修复;

可以启用Java 14的增强异常信息来查看NullPointerException的详细错误信息。


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