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Java中如何處理空指標異常

WBOY

發布： 2023-05-10 17:43:06

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NullPointerException 是Java 程式碼中最常見的例外，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了空白指標例外；
字串比較出現空指標例外；
##諸如ConcurrentHashMap 這樣的容器不支援Key 和Value 為null，強行put null 的Key 或Value 會出現空指標異常；
A 物件包含了B，在透過A 物件的欄位取得B 之後，沒有對欄位判空就級聯呼叫B 的方法出現空指標異常；方法或遠端服務回傳的List 不是空而是null，沒有進行判空就直接呼叫List 的方法出現空指標異常。

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) == &#39;1&#39; ? null : new FooService(),
            test.charAt(1) == &#39;1&#39; ? null : 1,
            test.charAt(2) == &#39;1&#39; ? null : "OK",
            test.charAt(3) == &#39;1&#39; ? null : "OK").size();
}

class FooService {
    @Getter
    private BarService barService;

}

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

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修正想法如下：

#對於Integer 的判空，可以使用Optional.ofNullable 來建構一個Optional，然後使用orElse(0 ) 把null 替換為預設值再進行1 操作。對於String 和字面量的比較，可以把字面量放在前面，例如"OK".equals(s)，這樣即使s 是null 也不會出現空指標異常；而對於兩個可能為null 的字串變數的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 不支援 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，卻不支援 null 值的 Key 和 Value，這是容易產生誤解的地方。
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() 方法的回傳值，以及bar 方法傳回的字串。如果使用 if-else 來判空的話可能需要好幾行程式碼，但使用 Optional 的話一行程式碼就夠了。
對於rightMethod 傳回的List，由於無法確認其是否為null，所以在呼叫size 方法獲得清單大小之前，同樣可以使用Optional.ofNullable 包裝一下傳回值，然後透過. orElse(Collections.emptyList()) 實作在List 為null 的時候得到一個空的List，最後再呼叫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) == &#39;1&#39; ? null : new FooService(),
            test.charAt(1) == &#39;1&#39; ? null : 1,
            test.charAt(2) == &#39;1&#39; ? null : "OK",
            test.charAt(3) == &#39;1&#39; ? null : "OK"))
            .orElse(Collections.emptyList()).size();
}

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我們根據業務需求分別對姓名、年齡和暱稱進行更新：對於姓名，我們認為客戶端傳null 是希望把姓名重設為空，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。
對於暱稱，因為資料庫中姓名不可能為 null，所以可以放心地把暱稱設為 guest 加上資料庫取出的姓名。

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

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

    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("年龄不能为空")));
    }
    return userEntityRepository.save(userEntity);
}

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