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詳解Java8新特性如何防止空指針異常

更新時(shí)間：2023年08月09日 11:16:32 作者：蠟筆小新丶henry

要說 Java 編程中哪個(gè)異常是你印象最深刻的,那 NullPointerException 空指針可以說是臭名昭著的,不要說初級(jí)程序員會(huì)碰到, 即使是中級(jí),專家級(jí)程序員稍不留神,就會(huì)掉入這個(gè)坑里,本文就和大家聊聊Java8新特性如何防止空指針異常

Java8 新特性如何防止空指針異常

要說 Java 編程中哪個(gè)異常是你印象最深刻的，那 NullPointerException 空指針可以說是臭名昭著的。不要說初級(jí)程序員會(huì)碰到，即使是中級(jí)，專家級(jí)程序員稍不留神，就會(huì)掉入這個(gè)坑里。

Null引用的發(fā)明者 Tony Hoare 曾在 2009 年作出道歉聲明，聲明中表示，到目前為止，空指針異常大約給企業(yè)已造成數(shù)十億美元的損失。

下面是 Tony Hoare 的原話：

我將 Null 引用的設(shè)計(jì)稱為是一個(gè)數(shù)十億美元的錯(cuò)誤。1965 那年，我正在用面向?qū)ο笳Z言(ALGOL W) 設(shè)計(jì)首個(gè)功能全面的系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)我的考量是，確保所有被使用的引用都是安全的，編譯器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行檢查。但是，我沒有抵住誘惑，加入了 Null 引用，僅僅是為了實(shí)現(xiàn)起來省事。這之后，它導(dǎo)致了數(shù)不清的 bug、錯(cuò)誤和系統(tǒng)崩潰，也為企業(yè)導(dǎo)致了不可估量的損失。

事已至此，我們必須學(xué)會(huì)面對(duì)它。So, 我們要如何防止空指針異常呢？

唯一的辦法就是對(duì)可能為 Null 的對(duì)象添加檢查。但是 Null 檢查是繁瑣且痛苦的。所以一些比較新的語言為了處理 Null 檢查，特意添加了特殊的語法，如空合并運(yùn)算符。

在 Groovy 或 Kotlin 這樣的語言中也被稱為 Elvis運(yùn)算符。

不幸的是，在老版本的 Java 中并沒有提供這樣的語法糖。Java8 中在這方面做了改進(jìn)。所以，這篇文章就特意來介紹一下如何在 Java8 中利用新特性來編寫防止 NullPointerException的發(fā)生。

Java8 中如何加強(qiáng)對(duì) Null 對(duì)象的檢查？

接下來，我們細(xì)說一下如何通過 Optional 類來對(duì)對(duì)象做空校驗(yàn)：

在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，對(duì)象中嵌套對(duì)象是經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)景，如下示例代碼：

?// 最外層對(duì)象
?class Outer {
? ? ?Nested nested;
? ? ?Nested getNested() {
? ? ? ? ?return nested;
? ?  }
?}
?// 第二層對(duì)象
?class Nested {
? ? ?Inner inner;
? ? ?Inner getInner() {
? ? ? ? ?return inner;
? ?  }
?}
?// 最底層對(duì)象
?class Inner {
? ? ?String foo;
? ? ?String getFoo() {
? ? ? ? ?return foo;
? ?  }
?}

業(yè)務(wù)中，假設(shè)我們需要獲取 Outer 對(duì)象對(duì)底層的 Inner 中的 foo 屬性，我們必須寫一堆的非空校驗(yàn)，來防止發(fā)生 NullPointerException ：

?// 繁瑣的代碼
?Outer outer = new Outer();
?if (outer != null && outer.nested != null && outer.nested.inner != null) {
? ? ?System.out.println(outer.nested.inner.foo);
?}

通過 Optional

在 Java8 中，我們有更優(yōu)雅的解決方式，那就是使用 Optional 是說，我們可以在一行代碼中，進(jìn)行流水式的 map 操作。而 map 方法內(nèi)部會(huì)自動(dòng)進(jìn)行空校驗(yàn)：

?Optional.of(new Outer())
? ?  .map(Outer::getNested)
? ?  .map(Nested::getInner)
? ?  .map(Inner::getFoo
? ?  .ifPresent(System.out::println); // 如果不為空，最終輸出 foo 的值

通過 suppiler 函數(shù)自定義增強(qiáng) API

上面這種方式個(gè)人感覺還是有點(diǎn)啰嗦，我們可以利用 suppiler 函數(shù)來出一個(gè)終極解決方案：

?public static <T> Optional<T> resolve(Supplier<T> resolver) {
? ? ?try {
? ? ? ? ?T result = resolver.get();
? ? ? ? ?return Optional.ofNullable(result);
? ?  }
? ? ?catch (NullPointerException e) {
? ? ? ? ?// 可能會(huì)拋出空指針異常，直接返回一個(gè)空的 Optional 對(duì)象
? ? ? ? ?return Optional.empty();
? ?  }
?}

利用上面的 resolve 方法來重構(gòu)上述的非空校驗(yàn)代碼段：

?Outer obj = new Outer();
?// 直接調(diào)用 resolve 方法，內(nèi)部做空指針的處理
?resolve(() -> obj.getNested().getInner().getFoo());
? ?  .ifPresent(System.out::println); // 如果不為空，最終輸出 foo 的值