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如何在 Java8 中风骚走位避开空指针异常

文章整理翻译自 winterbe.com/posts/2015/…

要说 Java 编程中哪个异常是你印象最深刻的,那 NullPointerException 空指针可以说是臭名昭著的。不要说初级程序员会碰到, 即使是中级,专家级程序员稍不留神,就会掉入这个坑里。

Null 引用的发明者 Tony Hoare 曾在 2009 年作出道歉声明,声明中表示,到目前为止,空指针异常大约给企业已造成数十亿美元的损失。

下面是 Tony Hoare 的原话:

我将 Null 引用的设计称为是一个数十亿美元的错误。1965 那年,我正在用面向对象语言(ALGOL W) 设计首个功能全面的系统。当时我的考量是,确保所有被使用的引用都是安全的,编译器会自动进行检查。但是,我没有抵住诱惑,加入了 Null 引用,仅仅是为了实现起来省事。这之后,它导致了数不清的 bug、错误和系统崩溃,也为企业导致了不可估量的损失。

事已至此,我们必须学会面对它。So, 我们要如何防止空指针异常呢?

唯一的办法就是对可能为 Null 的对象添加检查。但是 Null 检查是繁琐且痛苦的。所以一些比较新的语言为了处理 Null 检查,特意添加了特殊的语法,如空合并运算符

GroovyKotlin 这样的语言中也被称为 Elvis 运算符。

不幸的是,在老版本的 Java 中并没有提供这样的语法糖。Java8 中在这方面做了改进。所以,这篇文章就特意来介绍一下如何在 Java8 中利用新特性来编写防止 NullPointerException的发生。


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Java8 中如何加强对 Null 对象的检查?

在上篇文章 Java8 新特性指导手册 中简单的提了一下如何通过 Optional 类来对对象做空校验。接下来,我们再细说一下:

在业务系统中,对象中嵌套对象是经常发生的场景,如下示例代码:

// 最外层对象
class Outer {
    Nested nested;
    Nested getNested() {
        return nested;
    }
}
// 第二层对象
class Nested {
    Inner inner;
    Inner getInner() {
        return inner;
    }
}
// 最底层对象
class Inner {
    String foo;
    String getFoo() {
        return foo;
    }
}
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业务中,假设我们需要获取 Outer 对象对底层的 Inner 中的 foo 属性,我们必须写一堆的非空校验,来防止发生 NullPointerException

// 繁琐的代码
Outer outer = new Outer();
if (outer != null && outer.nested != null && outer.nested.inner != null) {
    System.out.println(outer.nested.inner.foo);
}
复制代码

通过 Optional

在 Java8 中,我们有更优雅的解决方式,那就是使用 Optional是说,我们可以在一行代码中,进行流水式的 map 操作。而 map 方法内部会自动进行空校验

Optional.of(new Outer())
    .map(Outer::getNested)
    .map(Nested::getInner)
    .map(Inner::getFoo
    .ifPresent(System.out::println); // 如果不为空,最终输出 foo 的值
复制代码

通过 suppiler 函数自定义增强 API

上面这种方式个人感觉还是有点啰嗦,我们可以利用 suppiler 函数来出一个终极解决方案:

public static <T> Optional<T> resolve(Supplier<T> resolver) {
    try {
        T result = resolver.get();
        return Optional.ofNullable(result);
    }
    catch (NullPointerException e) {
        // 可能会抛出空指针异常,直接返回一个空的 Optional 对象
        return Optional.empty();
    }
}
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利用上面的 resolve 方法来重构上述的非空校验代码段:

Outer obj = new Outer();
// 直接调用 resolve 方法,内部做空指针的处理
resolve(() -> obj.getNested().getInner().getFoo());
    .ifPresent(System.out::println); // 如果不为空,最终输出 foo 的值
复制代码

最后

你需要知道的是,上面这两个解决方案并没传统的 null 检查性能那么高效。但在绝大部分业务场景下,舍弃那么一丢丢的性能来方便编码,是完全可取, 除非是那种对性能有严格要求的场景,我们才不建议使用。

个人觉得,真要拿这点性能说事,还不如去优化优化 sql 语句,业务逻辑等。

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